赵华民， 郑明方

(1.山西农业大学 工学院，晋中 030801；2.东莞理工大学 环境与土木工程学院，东莞 523808)

厚壁管道是电力工业主蒸汽管道和再热蒸汽段中广泛使用的高温高压部件，其安全运行对整个电厂的安全有重要意义。为了预测缺陷的严重程度，需要准确估计电厂管道和压力容器中的缺陷尺寸[1]。然而，受检测范围、高辐射剂量等的限制，传统的无损检测技术很难检测所有管道中的缺陷[2]。超声导波可用于在固定位置和较宽的检测范围内对长管道进行检测，因此被广泛应用于板材[3]、管道[4]、铁轨[5]等工件的缺陷检测中。超声导波在不同的波导介质中呈现出不同的传播模式。管道中的超声导波可分为纵向、扭转、弯曲和周向等4种类型[6]。

为了分析缺陷尺寸与导波反射回波的关系，广大学者研究了裂纹、开槽[7-10]和其他类型缺陷之间的相互作用。MA等[11]对不同几何形状管道凹痕与导波反射特性进行了研究。ZHANG等[12]采用有限元方法研究了空心圆柱上圆孔和不同角度的裂纹缺陷的弯曲模态的反射特性。

周向导波又可分为周向兰姆波(C-Lamb)和周向剪切水平(C-SH)波[13]。ROSE等[14]研究了各向同性空心圆柱中水平剪切SH波的传播特性，导出了频散方程以及沿壁厚方向的位移场和应力场公式。LIU等[15]通过仿真研究了基于导波周向扫描和相位特性的管道缺陷定位方法。张小明等[16]研究了压电圆柱曲面板中的周向导波的复频散特性。ZHANG等[17]研究了管道腐蚀和裂纹缺陷的周向导波检测系统。……