厚壁CCASS管道相控阵超声检测聚焦特性研究

发布时间：2024-12-10 02:47

　　壁厚为66-99mm的离心铸造奥氏体不锈钢(CCASS, Centrifugally Cast Austenitic Stainless Steel),其粗大晶粒和材料非均质性,严重影响超声声束的传播,从而导致声束穿透能力低,背景噪声水平高等问题。低频双晶纵波(TRL, Transmit Receive Longitudinal Wave)相控阵超声检测技术,采用0.5MHz-2.0MHz频率,在传统双晶探头基础上,结合相控阵超声检测技术的电了偏转、聚焦能力强和在焦点处空间分辨力和对比度分辨力较高等优点,逐步在核电站厚壁CCASS管道超声检测中得到应用。鉴于相控阵超声声束聚焦特性与缺陷检出率、检测精度和检测分辨率等密切相关,本文通过实验测试和仿真模拟相结合的方式,对影响低频TRL相控阵超声检测聚焦特性的关键因素进行了分析。论文主要内容包括： (1)阐述了超声检测几何超声聚焦、TR探头聚焦以及相控阵聚焦的基本原理与特点,以此为基础分析了均质材料中TRL相控阵超声聚焦的原理及优势,为进一步研究奠定理论基础。 (2)分析了CCASS材料的宏观和微观金相组织,采取实验测量方式得到了壁厚为...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 低频TRL相控阵超声检测技术的优势
    1.3 低频TRL相控阵超声检测技术的研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 课题研究内容
2 超声检测聚焦的基本理论
    2.1 传统超声聚焦的基本原理
        2.1.1 超声几何聚焦原理
        2.1.2 TR探头聚焦原理
    2.2 相控阵超声检测聚焦的基本原理
        2.2.1 相控阵超声检测原理概述
        2.2.2 超声相控阵的声束聚焦原理
        2.2.3 相控阵DDF聚焦原理
        2.2.4 相控阵超声聚焦声束特性
    2.3 低频TRL相控阵探头的聚焦声场研究
        2.3.1 低频TRL相控阵声场分析
        2.3.2 影响TRL相控阵聚焦特性的因素分析
    2.4 本章小结
3 CCASS试样分析与实验装置
    3.1 试样分析实验
        3.1.1 宏观金相分析
        3.1.2 微观金相分析
    3.2 常规超声检测实验
        3.2.1 实验装置与仪器
        3.2.2 材料声学参数测量
    3.3 相控阵超声检测实验装置与模拟软件
4 影响TRL相控阵聚焦特性的主要因素分析研究
    4.1 CCASS材料特性对聚焦声场的影响研究
        4.1.1 材料对聚焦特性影响的理论分析
        4.1.2 母材非均质性对TRL相控阵超声声束聚焦的实验研究
        4.1.3 焊缝组织对TRL相控阵超声声束聚热实验研究
    4.2 探头频率对聚焦特性的影响研究
        4.2.1 探头频率对聚焦特性影响的理论分析
        4.2.2 探头频率对聚焦特性影响的模拟与实验
    4.3 聚焦深度对聚焦特性的影响研究
        4.3.1 聚焦深度对聚焦特性影响的理论分析
        4.3.2 聚焦深度对聚焦特性影响的实验和模拟分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4015481