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题名B 型套筒角焊缝的高效率阵列超声检测仿真方法
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作者
王富祥
玄文博
常青
丁淑春
王俊
周正干
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机构
国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司
国家管网集团北京管道有限公司石家庄输油气分公司
国家石油天然气管网集团有限公司山东省分公司
北京航空航天大学
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出处
《天然气工业》
北大核心
2025年第3期152-161,共10页
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基金
国家石油天然气管网集团有限公司科技攻关项目“油气管道维抢修关键技术研究”(编号:AQWH202207)。
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文摘
利用阵列超声检测技术可有效对高钢级管道B型套筒角焊缝的内部缺陷进行直观地检测和评估,但阵列超声检测方案及工艺设计选择对B型套筒角焊缝的检测效果影响较大,往往需要通过阵列超声仿真分析对检测的方案及工艺进行设计和优化,且常规有限元仿真分析方法存在建模繁琐、计算负载过大等问题。为此,基于时域有限差分方法和计算统一设备架构(CUDA)并行计算方法建立了高效率阵列超声检测仿真算法,结合基于OpenCASCADE的三维建模表征方法,实现了角焊缝结构阵列超声检测的声束路径、缺陷声学响应以及多种检测成像模式的仿真分析。研究结果表明:①新方法相较于COMSOL有限元仿真,对于相同仿真模型计算效率提升95%以上;②仿真结果与实际检测信号具有较好的一致性,并能够对不同类型缺陷进行准确的成像表征;③利用矢量相干成像方法能够显著提升B型套筒角焊缝中缺陷的检测成像质量,缺陷图像的信噪比提升19 dB以上。结论认为,所提出的阵列超声检测仿真方法具有较高声学仿真计算准确性及计算效率,有助于提升B型套筒角焊缝结构的阵列超声检测评估效果,并保障该类结构的焊接质量,对角焊缝的缺陷检测有促进作用。
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关键词
无损检测
B型套筒
焊缝
缺陷检测
阵列超声
声学仿真
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Keywords
Non-destructive testing
Type-B sleeve
Weld
Defect detection
Ultrasonic array
Acoustic simulation
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分类号
TE832
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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