栗霞飞，刘 飞，赵满全，杜 兰，刘晓东

(内蒙古农业大学机电工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018)

关键字：超声导波；模态；缺陷

0 引 言

在农田灌溉、石油、化工、热电等行业中广泛应用管道。这些管道中长期输送的介质会腐蚀管壁，造成管壁减薄；管道裸露在外会受到空气和水蒸气的腐蚀，也经常会受到外界损伤，从而引起管道的泄露[1-2]。对长距离管道中的缺陷进行快速检测是一个急需解决的重要问题。材料的损伤总是伴随着某种结构上的不连续，从而引起超声波的反射和散射现象。自1929年SOKOLOV首先提出用超声波探测金属物体内部缺陷开始，由于超声波的穿透能力强、对人体无害等特点，超声无损检测已成为一种发展历史较长的检测材料性能的技术手段，并在工程实际中得到广泛的应用[1,3]。传统的检测方法耗时、耗力，对于大范围、长距离的管道检测是不可想象的。而导波检测技术可以解决以上问题。其中，纵向模态的导波对管道的周向裂纹比较敏感，通常用于管道周向裂纹的检测，但纵向模态的导波对管道上的纵向裂纹不够敏感[4]。而扭转模态则对周向缺陷和纵向缺陷均敏感。因此，扭转模态更适合长距离管道中多类型缺陷的检测。

DEMMA等[5]对单层管道中的T(0,1)模态传播特性及对周向缺陷的敏感性进行了研究。何存富等[6]利用扭转模态导波检测了直管管道的纵向缺陷。刘增华等[7]利用扭转模态进行了充水直管管道缺陷检测的实验研究。何存富等[8]对弯管中的缺陷检测进行了实验研究，证实了超声导波可以越过弯管检测出直观段中存在的缺陷，也可以同时检测出处于弯管处及直管段处的双缺陷。……