導波檢測無損評估領域的方法

導波檢測在無損評估領域屬方法之一，這種方法采用機械應力波沿著延伸結構傳播，傳播距離長而衰減小。導波檢測廣泛應用于檢測和掃查大量工程結構，特別是各地的金屬管道檢驗。有時單一的位置檢測可達數百米。同時導波檢測還些應用于檢測鐵軌、棒材和金屬平板結構。

中文名導波檢測

外文名Guided Wave inspection

導波檢測原理：

盡管導波檢測通常被認為是超聲導波檢測或遠程超聲波檢測，但是從根本上它與傳統的超聲波檢測并不相同；與傳統超聲波檢測相比，導波檢測使用非常低頻的超聲波，通常在10~100千赫。有時也使用更高的頻率，但是探測距離會明顯減少。另外，導波的物理原理比體積型波更加復雜。很多理論在其他個別的文章中有所闡述，這里將更多的討論導波檢測的實踐。

導波檢測技術歷史

對于導波在結構中傳播的研究可以追溯到20世紀20年代（1920s）；主要啟蒙于地震學領域。從那以后，開始致力于導波在圓柱狀結構的傳播方面的分析研究；在20世紀90年代（1990s）早期，導波檢測被認為僅僅是應用于工程結構的無損檢測方法。如今，導波檢測作為完整健康監測計劃應用于石油產業領域。

導波檢測技術如何應用（管道檢測）

與傳統的超聲波不同；有多種導波模式用于管道幾何學，通常歸類為三組，分別是扭轉模式、縱向模式和彎曲模式。這些波型模式的聲學性能是管道幾何學、材料和頻率的函數。通常通過典型的圖表分布曲線的數學模式來預測波型模式的性能。 [1]

管道的導波測試，低頻率傳感器陣列覆蓋管道的整個圓周，產生的軸向均勻的波沿著管道上的傳感器陣列的前后方向傳播。扭轉波模式是使用的，縱向模態的使用有所限制。設備運用傳感器陣列的脈沖設置激發和探測信號。

在管道橫截面變化或局部變化的地方會產生回波，基于回波到達的時間，通過特定頻率下導波的傳播速度，能準確地計算出該回波起源與傳感器陣列位置間的距離。導波檢測使用距離波幅曲線修正衰減和波幅下降來預計從某一距離反射回的橫截面變化。距離波幅曲線通常通過一系列已知的反射體信號波幅例如焊縫進行校準。

一旦設置好距離波幅曲線，信號振幅和缺陷橫截面變化能較好地關聯。導波檢測不能直接地測量剩余的壁厚，但是它可以將缺陷嚴重程度分成幾種類別。這樣操作的其中一個原理是通過激發信號開啟模式轉換，軸對稱導波模式的部分能量轉換成彎曲模式。模式轉換的總量可精準地預計缺陷在圓周范圍的分布，再參考橫截面的變化量，操作人員就可以進行嚴重程度分類。

導波檢測的典型結果是通過A掃的方式顯示反射波幅與傳感器基陣位置的距離。在過去的幾年里，一些的系統已經開始提供C掃的結果，可以很容易地解讀每一個特征的走向。在檢驗大型管道時，這顯然非常有用。

特征

優勢

1. 長距離檢驗----能達到上百米 的檢驗距離

2. 接觸受限----對保溫管，能夠最小限度地移除保溫層；對管道支撐下的腐蝕，無需升起管道；對高空的檢驗，腳手架的需求能簡化到限度；可檢驗穿越公路的埋地管道；

3. 數據能被記錄；

4. 完整的自動化數據收集。

劣勢

1. 數據的解釋高度依賴于操作人員；

2. 很難發現小的點蝕缺陷；

3. 對緊挨附件的檢驗區域，效率不高。