郭伟灿，钱盛杰，缪存坚

(1. 浙江省特种设备检验研究院，杭州 310020；2.宁波市特种设备检验研究院，宁波 315048)

水-钢界面凸面相控阵声场仿真

郭伟灿1，钱盛杰2，缪存坚1

(1. 浙江省特种设备检验研究院，杭州 310020；2.宁波市特种设备检验研究院，宁波 315048)

采用凸面超声相控阵探头对管状设备进行内检测，针对水-钢二层介质的结构特征，理论分析了相控阵声场的聚焦性能。根据近场球面波束形成模型，按声束路径求得的延时时间作为各阵元的提前激发时间，设计了水-钢二层介质相控阵聚焦法则。利用CIVA软件对相控阵声场进行建模仿真研究，确定了阵元数目、阵元尺寸、超声波频率等相控阵探头参数。最后，根据优化后的相控阵参数研制了512大阵元数双层结构的圆环形探头，再通过带有人工缺陷的管状模拟试样进行检测试验。结果表明：提出的方法对腐蚀、气孔缺陷具有更好的检测灵敏度和效率，能够实现管状设备的腐蚀和埋藏缺陷的内检测。

管状设备；内检测；超声检测；相控阵；超声仿真

储气井和压力管道等管状设备通常是埋地和架空敷设，在外面对其进行检测十分困难。如何实现不搭脚手架、不拆保温层、不开挖地面的内检测，是对此类设备实行定期检验的关键。管状设备内检测常用的无损检测技术包括：针对铁磁性材料的漏磁通检测法、超声检测法、基于激光与红外等光源的成像和视频技术[1-3]。超声检测具有检测精度高、检测结果可定量、内外腐蚀可直接分辨、检测结果不受管材影响等优点[4-5]。……