王伟，游鹏辉，钟万里，谢涛，徐俊，钟力强，肖晓晖(.广东电网公司电力科学研究院，广东 广州，50080；.武汉大学 动力与机械学院，湖北 武汉，43007)

薄壁小直径管道导波探伤的传感器布置方案优化

王伟1，游鹏辉2，钟万里1，谢涛2，徐俊2，钟力强1，肖晓晖2
(1.广东电网公司电力科学研究院，广东 广州，510080；
2.武汉大学 动力与机械学院，湖北 武汉，430072)

研究传感器布置对导波沿薄壁金属管道的频散特性、模态转换和缺陷定位的影响规律。其步骤为：首先，采用ANSYS软件建立薄壁小直径的无缺陷管道和缺陷管道有限元模型；采用瞬态动力学分析方法，对管道端部周向各节点施加轴向瞬时位移载荷，模拟超声传感器激发L(0,2)模态波；根据脉冲-回波信号的时间历程曲线，定义回波分辨率、反射系数。其次，分析缺陷的轴向位置精度以及4种传感器布置方案对导波频散、模态转换、周向定位和反射系数的影响。研究结果表明：增加传感器数量可有效抑制弯曲模态和导波频散的发生，并增强回波信号的幅值；当传感器数量小于4个时，难以对裂纹缺陷进行周向定位；反射系数随传感器数量的增加呈线性增大。

管道；导波；传感器布置；频散特性；反射系数

薄壁金属管道在服役过程中由于腐蚀或老化等因素造成的缺陷常常导致管道发生泄漏事故，不仅造成经济损失，而且对生态环境造成威胁，因此，缺陷检测对管道安全至关重要。针对金属管道缺陷，无损检测是一种有效的技术途径，其中超声导波因具有传输距离远、检测效率高等优点具有广阔的应用前景。……