检测超级奥氏体不锈钢晶间腐蚀的非线性超声系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103323525A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103323525103323525A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310189858.2G01N29/44(2006.01)(22)申请日2013.05.21(71)申请人广东电网公司电力科学研究院地址510080广东省广州市越秀区东风东路水均岗8号申请人广东电研锅炉压力容器检验中心有限公司(72)发明人钟飞张春雷虞月荣钟力强林介东聂铭(74)专利代理机构广州知友专利商标代理有限公司44104代理人周克佑(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称检测超级奥氏体不锈钢晶间腐蚀的非线性超声系统及方法(57)摘要一种对超级奥氏体不锈钢晶间腐蚀进行检测的非线性超声系统：包括上位机（1）、激励与接收模块（2）、功率放大模块（3）、多通道切换电路（4）、超声发射探头（5）和超声接收探头（6），所述的激励与接收模块（2）由DSP芯片（21）、同步模块（22）、激励板卡（23）和接收板卡组成（24），DSP芯片与上位机连接并分别输出至同步模块和激励板卡、同时读取接收板卡的信号；同步模块将DSP的信号分别输出至激励板卡和接收板卡；激励板卡通过功率放大模块和多通道切换电路输出至超声发射探头；接收板卡通过多通道切换电路读取超声接收探头信号。本发明还涉及采用所述系统检测Super304H钢管晶间腐蚀的非线性超声方法。CN103323525ACN10325ACN103323525A权利要求书1/1页1.一种对超级奥氏体不锈钢晶间腐蚀进行检测的非线性超声系统，其特征是：包括上位机（1）、激励与接收模块（2）、功率放大模块（3）、多通道切换电路（4）、超声发射探头（5）和超声接收探头（6），所述的激励与接收模块（2）由DSP芯片（21）、同步模块（22）、激励板卡（23）和接收板卡组成（24），DSP芯片与上位机连接并分别输出至同步模块和激励板卡、同时读取接收板卡的信号；同步模块将DSP的信号分别输出至激励板卡和接收板卡；激励板卡通过功率放大模块和多通道切换电路输出至超声发射探头；接收板卡通过多通道切换电路读取超声接收探头信号。2.一种采用如权利要求1所述的非线性超声系统对超级奥氏体不锈钢Super304H钢管的晶间腐蚀缺陷进行检测的非线性超声方法，其特征是包括以下步骤：1）利用金相分析方法，制备一套超级奥氏体不锈钢不同晶间腐蚀程度的标准试样；2）采用非线性超声系统，通过对超声发射探头施加激励信号，在超声接收探头采集超声波在奥氏体不锈钢钢管试样中传播后的波形和扫频信号；3）对超声接收探头采集的数据信号进行处理，分析超声信号中的基波分量和其他频率成分的幅度特征，获得基波和二次谐波幅值，计算超声信号的非线性系数；4）对待测奥氏体不锈钢钢管重复2）和3）的步骤，获得待测奥氏体不锈钢钢管的超声信号非线性系数；5）通过与奥氏体不锈钢钢管样品的超声波非线性系数进行比较，得到待测奥氏体不锈钢管的晶间腐蚀状态。3.根据权利要求2所述的对超级奥氏体不锈钢Super304H钢管的晶间腐蚀缺陷进行检测的非线性超声方法，其特征是：所述的步骤2）包括以下子步骤：对钢管表面进行打磨、抛光、采用接触式的压电超声探头还需均匀涂上耦合剂；采用非接触式的电磁超声探头时，保持探头与钢管表面的间隙稳定为0.5-1mm；所述的传播距离为100-400mm；所述的步骤3）中对数据进行处理指：用快速傅里叶变换进行时域、频域分析，获得超声信号中的基波分量和二次谐波频率成分的幅度特征。4.根据权利要求3所述的对超级奥氏体不锈钢Super304H钢管的晶间腐蚀缺陷进行检测的非线性超声方法，其特征是：所述超声发射探头和接收探头所述超声发射探头和接收探头是单传感器或传感器阵列。5.根据权利要求3所述的对超级奥氏体不锈钢Super304H钢管的晶间腐蚀缺陷进行检测的非线性超声方法，其特征是：所述超声发射探头和接收探头为接触式的压电或磁致伸缩探头。6.根据权利要求3所述的对超级奥氏体不锈钢Super304H钢管的晶间腐蚀缺陷进行检测的非线性超声方法，其特征是：所述超声发射探头和接收探头为非接触式的电磁超声探头。7.根据权利要求3所述的对超级奥氏体不锈钢Super304H钢管的晶间腐蚀缺陷进行检测的非线性超声方法，其特征是：所述超声发射探头和接收探头为采用一发一收的双探头模式。8.根据权利要求3所述的对超级奥氏体不锈钢Super304H钢管的晶间腐蚀缺陷进行检测的非线性超声方法，其特征是：所述的检测采用脉冲回波技术进行。2CN103323525A说明书1/5页检测超级