2020年, 第42卷, 第7期　
刊出日期：2020-07-10

  

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  无损检测. 2020, 42(7): 0-0.

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试验研究
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  基于扭转导波T（0,1）的埋地管道长距离结构健康监测

  宦强, 陈铭桐, 李法新

  无损检测. 2020, 42(7): 1-4,55. https://doi.org/10.11973/wsjc202007001

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  针对不同变形模式压电换能器激发与接收管道中基频扭转导波T（0，1）的特点，设计了一种一发一收式T（0，1）波压电环形阵列。其中，厚度剪切d₁₅模式的压电圆环用于T（0，1）波的激发，面内剪切d₂₄模式的压电圆环用于T（0，1）波的接收。试验验证了这种换能器激发T（0，1）波的信噪比和T（0，1）波在埋地管道中的衰减。结果表明，该换能器对不同涂层埋地管道的探测距离超过20 m，在埋地管道的长距离结构健康监测中具有很好的应用前景。
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  奥氏体不锈钢焊缝超声衍射时差法检测的有限元仿真及应用

  黄焕东, 胡利晨, 胡炜炜, 邹斌, 励柳波, 陈振华

  无损检测. 2020, 42(7): 5-9. https://doi.org/10.11973/wsjc202007002

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  基于有限元方法建立了奥氏体不锈钢焊缝超声衍射时差法（TOFD）检测过程的数值模型，结合试验方法分析了超声波与焊缝组织结构的相互作用机理，提出降低焊缝散射噪声干扰的探头布置方法。结果表明，有限元模型可模拟超声波在奥氏体不锈钢焊缝中出现的各向异性特征，包括声场扭曲、声能散射和衰减现象。结合检测试验证明，通过改变探头检测面，可降低焊缝组织结构对TOFD检测信号的不利影响。
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  阶梯加载在复合材料容器声发射检测中的应用

  冯琰妮, 陶善武, 王宏刚, 许晶, 薛永景, 张宏波

  无损检测. 2020, 42(7): 10-12,76. https://doi.org/10.11973/wsjc202007003

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  对阶梯加载方式在复合材料容器声发射检测中的应用进行研究，发现每一阶梯载荷下的费比变化过程可以用来细观描述容器受载时的变化过程，获得和常规加载方式一致的信号趋势信息，且对容器强度影响较小。研究可为该种加载方式在容器质量评估中的应用提供支持。
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  机车T型管接头焊缝的相控阵超声检测

  李强, 郑小康, 钟钦伟, 李航

  无损检测. 2020, 42(7): 13-15,80. https://doi.org/10.11973/wsjc202007004

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  机车油水管路中大量使用了管-管T型接头焊缝，其质量对列车的安全性极为重要。用带人工缺陷的实物试件进行了相控阵超声检测试验，结果表明：相控阵超声检测技术可以检测机车T型管接头焊缝的内部缺陷。相控阵技术有较高的缺陷检出率，检测效率高；工件图像的加载降低了检测人员判定缺陷的难度。
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  传感器提离高度对瞬变电磁法检测信号的影响

  李俊涛, 张涛

  无损检测. 2020, 42(7): 16-19. https://doi.org/10.11973/wsjc202007005

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  研究了提离高度对瞬变电磁法检测的影响，制作了传感器装置，搭建了试验平台，设计了试验方案。结果表明：提离高度在有效范围内只影响信号的幅值，而对信号衰减曲率几乎无影响，对于厚度分别为5，10，15 mm的试件，在有效提离高度为100 mm和大于100 mm时，验证了传感器有效覆盖范围为400 mm；厚度为20 mm试件的试验数据可以表明该传感器的适用范围；瞬变电磁法传感器位置的上下浮动对评价结果无影响。试验结果为实际工况中非开挖腐蚀检测器的设计、脉冲涡流探头的优化及腐蚀评估的准确性提供了参考价值。
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  自由旋转曲面工件的壁厚自动测量方法

  丁岳峰, 卜雄洙, 黄泽江, 曹一涵

  无损检测. 2020, 42(7): 20-23. https://doi.org/10.11973/wsjc202007006

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  为了解决不同型号薄壁类旋转曲面工件在壁厚自动化测量过程中，测量点位置姿态难以确定及测量效率的问题，提出了一种基于多自由度机械臂的旋转曲面工件壁厚自动测量方法。首先，利用激光位移传感器对工件进行扫描，完成工件特征曲线的重构；然后，对得到的特征曲线进行自适应布点，计算出所需厚度测量点的位置。机器人带动末端测厚探头最终实现了自由旋转曲面工件的自动化壁厚测量。
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  锆合金薄板材的兰姆波自动检测

  凌海军, 郑猛, 宫秋云, 涂峰, 焦永刚

  无损检测. 2020, 42(7): 24-27. https://doi.org/10.11973/wsjc202007007

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  为了改善手动检测锆合金薄板材时不稳定的缺点，同时获得可保存的检测结果，对薄板材兰姆波自动检测方法进行了研究，通过在水浸C扫描检测设备上增加兰姆波扫查装置，再模拟手动检测的方式实现了兰姆波的自动检测，并对4.5 mm厚板材试块进行了稳定性等性能测试，结果显示该自动检测方法可以获得稳定的检测结果。
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  中俄东线管道的无损检测方法及应用

  蒋庆梅, 张小强, 周广言, 余志峰

  无损检测. 2020, 42(7): 28-34. https://doi.org/10.11973/wsjc202007008

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  对比分析了国内外标准规范规定的不同焊接方法对应的无损检测方法、比例及验收标准，收集分析了国外典型工程的做法，通过仿真模拟和现场试验验证推荐出了特殊焊缝的检测方法，最终确定出中俄东线黑河-长岭段干线管道的无损检测方法。对于大壁厚钢管连头和返修焊缝，可以采用100%（相控阵超声检测+超声波衍射时差法）+100%射线检测方法来确保缺陷的检出。对于不等壁厚对接自动焊环焊缝，其无法实现自动超声检测，建议采用100%（相控阵超声检测+超声波衍射时差法）+100%射线检测方法。
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  飞机多层结构内层腐蚀损伤的远场涡流检测与评估

  李小丽, 陈新波, 时建云, 王莉

  无损检测. 2020, 42(7): 35-40. https://doi.org/10.11973/wsjc202007009

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  飞机多层结构的内部腐蚀具有隐蔽性强的特点，因而难以及时发现，严重威胁飞行安全。利用远场涡流检测技术，针对飞机多层结构的内层损伤，研究了硬铝合金多层结构内层模拟腐蚀缺陷的涡流检测。结果表明：对相位进行分析可以判断缺陷的埋藏深度；结合飞机蒙皮的单层厚度，可以确认缺陷所在蒙皮的层数，根据埋深和层数调用相应的公式，可以获得缺陷的准确信息；远场涡流检测的灵敏度高，可以实现对腐蚀缺陷的定位检测和定量检测。
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  风力机叶片缺陷的红外热像图像增强

  杜金尧, 周勃, 李鹤, 张雪岩

  无损检测. 2020, 42(7): 41-45. https://doi.org/10.11973/wsjc202007010

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  针对风力机叶片的玻璃纤维复合材料的特殊性，使用红外持续热激励无损检测技术，同时用傅里叶变换与对比度受限自适应直方图均衡化（CLAHE）对红外图像进行增强处理。先对连续多幅红外热像图组成的温度序列进行快速傅里叶变换，提取出相位信息，得到相位图；在此基础上，挑选效果最好的一张相位图，对其进行CLAHE算法处理，以提高图像的全局对比度。结果表明：经过增强处理，红外图像的对比度信噪比（CNR）高于其他传统方法的，说明该处理方法有效，同时通过对现场采集的风机叶片红外图像的验证试验，验证了此方法的有效性与准确性，极大地提高了风力机叶片的红外热成像缺陷的识别能力。
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  同步辐射X射线原位三维成像在金属增材制件缺陷评价中的应用

  吴正凯, 张杰, 吴圣川, 谢成, 宋哲

  无损检测. 2020, 42(7): 46-50. https://doi.org/10.11973/wsjc202007011

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  增材制件内部特有的缺陷会导致高端复杂金属构件在不同服役载荷、环境下的损伤演变特性不同，传统无损检测技术无法对材料内部微观结构的变化进行实时动态表征。而同步辐射X射线断层扫描技术具有穿透性强、时空分辨率高、三维可视化等特点，在增材制件缺陷的原位、动态、无损表征方面具有独特优势。对同步辐射X射线断层扫描原理与特点进行分析，以增材制造钛合金为例，简要介绍了其对材料内部缺陷尺寸、形貌及分布特征，分析了缺陷致疲劳损伤行为的原位观测，以及其在基于三维成像数据的含真实缺陷结构特征的有限元仿真等研究中的典型应用，展望了基于高能同步辐射光源的X射线三维成像技术在增材制造金属材料领域的广阔应用前景。
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  市政道路典型病害的地质雷达特征回波

  杨丰硕, 杨丰硕, 周静海, 王刚

  无损检测. 2020, 42(7): 51-55. https://doi.org/10.11973/wsjc202007012

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  地质雷达法（GPR）是目前针对市政公路检测的重要方法之一。制作了层间脱空、材料不密实、反向裂缝、基层蜂窝、局部富含水、冻融等典型公路病害模型，将其埋置于对应位置，铺筑试验路。通过地质雷达测试，得到各类病害的相应特征图谱。根据电磁波传播理论，精确分析了市政道路典型病害雷达信号间的细节差异。为市政道路地质雷达法检测后期图谱的分析与辨识提高了效率和准确性。
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  C/C复合材料显微电子计算机断层扫描成像特征

  何深远, 刘怿欢, 敖波

  无损检测. 2020, 42(7): 56-60. https://doi.org/10.11973/wsjc202007013

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  采用显微电子计算机断层扫描检测（CT）对C/C复合材料进行三维成像，通过断层图像观察试样内部的孔隙、裂纹和夹杂等微结构缺陷。结合阈值分割法等分别实现了孔隙、裂纹和夹杂的三维分割与提取，并进行了定位、定量分析。通过统计分析得到区域存在15 261个孔隙、25个夹杂。孔隙平均直径为0.41 mm，73.25%的孔隙直径小于0.41 mm，大部分的孔隙呈球形或近球形结构，体积孔隙率为7.56%。通过显微CT的高分辨率重建了C/C复合材料的结构特征，对内部微结构进行了特征提取与统计量化分析。
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  铝合金板材疲劳损伤的非线性导波检测

  高立, 陈振华, 李承庚, 卢超

  无损检测. 2020, 42(7): 61-65. https://doi.org/10.11973/wsjc202007014

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  针对传统线性超声检测技术无法检测疲劳微损伤的问题，提出了疲劳微裂纹的非线性超声导波检测技术。首先，通过检测信号时频分布与频散曲线的对比分析，确定了铝板中的Lamb波模态，据此优化试验参数，并在板中激发单一模态的兰姆波；其次，通过试验方法判断该模态Lamb波的非线性响应条件，确定该模态在激励微裂纹疲劳损伤上的实用性；第三，提取了非线性超声检测特征参数，分析了各特征参数随疲劳周数的变化关系。结果表明：铝板中的兰姆波频散特性会导致基频幅值波动较大，非线性系数随基波变化无法反映真实的微裂纹非线性响应；二次谐波幅值在疲劳损伤初期随着疲劳周数的增大而增大，可用于评价缺陷的微观损伤。
实践经验
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  欧洲先进压水堆核电站薄壁异种金属焊缝的超声检测

  汤建帮, 余哲, 王韦强, 孙加伟, 袁书现

  无损检测. 2020, 42(7): 66-71. https://doi.org/10.11973/wsjc202007015

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  控制棒驱动机构（CRDM）是核电站控制反应堆功率的重要组成部件，该部件的耐压壳焊缝长期处于高温、高压、高辐射环境，需定期进行在役检测，而欧洲先进压水堆（EPR）机组的CRDM耐压壳的连接形式与CPR1000机组有很大区别，其下部耐压壳的检测要求也从目视和声发射检测变为超声检测。针对其异种金属焊缝和薄壁厚的特点，以及特殊的空间布置和辐射环境，开展了CRDM异种金属焊缝自动超声检测技术的研究。介绍了超声检测工艺和自动检测装置，在带有缺陷的模拟试块和核电现场部件上进行了试验。试验结果表明，开发的自动超声检测工艺可有效检出模拟试块中的缺陷，自动超声检测装置能满足现场检测要求。
仪器研制
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  基于数字信号处理的核反应堆压力容器钢辐照脆化的巴克豪森噪声检测仪

  王嘉星, 王海涛, 刘向兵, 钱王洁, 王荣耀, 王海龙

  无损检测. 2020, 42(7): 72-76. https://doi.org/10.11973/wsjc202007016

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  为了开发用于检测核反应堆压力容器（RPV）钢辐照脆化的便携式巴克豪森噪声无损检测仪，设计了MBN信号传感模块和信号调理模块，结合高性能的数字信号处理器，实现了产生激励信号、采集巴克豪森信号、处理与存储数据及实时显示信号的功能。为了验证该仪器的有效性及可靠性，制备了RPV钢试样，并对其辐照脆化倾向程度进行了检测。试验结果表明，基于DSP处理器的RPV钢辐照脆化检测仪具有较高的检测精度和较快的数据处理能力，为巴克豪森无损检测奠定了良好基础。
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  超声检测标准试块的分析与实验教学试件的设计

  刘长毅

  无损检测. 2020, 42(7): 77-80. https://doi.org/10.11973/wsjc202007017

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  通过分析超声检测的国家与行业标准中校准试块与参考试块的结构和功能特征，结合无损检测课程中本科教学实验环节的实际教学目标，从多功能一体化的设计目标出发，设计了满足实验教学需求的试件。试件具备平面、圆柱面、矩形槽、平底孔、横孔、短横孔等典型特征，并避免了检测时试块功能特征之间的相互干扰，可用于直探头、斜探头及超声检测设备的分辨力、灵敏度、水平线性、垂直线性、斜探头入射点等的测定，以及模拟缺陷的检测。