بررسی اثر درز جوش طولی لوله در هنگام بازرسی فراصوتی لوله با امواج هدایت شده متقارن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، تهران

3 دانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه استرثکلاید، گلاسگو، انگلستان

چکیده

امواج هدایت شده با توجه به دارا بودن ویژگی هایی منحصر به فرد، کاربرد وسیعی در بازرسی غیرمخرب لوله ها دارند. در بازرسی خطوط لوله با امواج هدایت شده، بکارگیری مدهای متقارن امواج هدایت شده تفسیر نتایج را آسان می‌سازد. علاوه‌بر این، مدهای متقارن امواج هدایت شده حساسیت بیشتری نسبت به سایر مدها به تغییرات هندسی خطوط لوله دارند. عمده لوله های استفاده شده در خطوط انتقال سیالات فشار پایین دارای درز جوش طولی هستند. درز جوش طولی، هندسه لوله را در راستای ضخامت نسبت به جداره لوله غیریکنواخت می کند. در این مقاله، ابتدا انتشار مدهای متقارن (L(0,2)، L(0,1 و T(0,1 امواج هدایت‌شده با استفاده از روش اجزای محدود شبیه سازی می‌شود و سپس اثر هندسه درز جوش طولی بر روی انتشار این مدها بررسی می‌شود. بررسی انتشار موج مربوط به مد (L(0,2 نشان می دهد که در اثر حضور درز جوش طولی، تقارن پروفیل زاویه‌ای مد (L(0,2 تغییری نمی کند. همچنین، درز جوش، اثر ناچیزی بر روی انتشار مد (T(0,1 دارد. بیشترین اثر خط جوش بر روی انتشار مد (L(0,1 است، بطوریکه پروفیل زاویه ای این مد در حضور خط جوش از حالت تقارن خارج شده و دامنه این مد در ناحیه خط جوش به شدت کاهش می‌یابد. همین امر حساسیت عیب یابی با این مد را در نواحی خط جوش کاهش می دهد. بر اساس نتایج بدست آمده، استفاده از دو مد (L(0,2) و (T(0,1 برای بازرسی لوله های دارای درز جوش طولی مناسب‌تر است و برای این کار پیشنهاد می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Inspection of straight seam welded pipes by ultrasonic guided waves

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Asgari 1
  • Farhang Honarvar 2
  • Morteza Tabatabaeipour 3
1 Faculty of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
2 Faculty of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
3 Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Strathclyde, Glasgow G11XW, UK
چکیده [English]

Guided waves have a wide range of applications in nondestructive testing of pipes. The generation of pure symmetric guided wave modes in a pipe simplifies the interpretation of results. Higher sensitivity to pipe geometric variations and discontinuities can also be achieved by using pure symmetric modes. Most pipes used in low-pressure fluid transmission lines are manufactured by cold rolling of a plate followed by resistance welding of the two edges of the plate. Consequently, these pipes have a straight weld seam along their length. In this article, Finite Element Method is used for simulating the propagation of symmetric guided wave modes L(0,2), L(0,1) and T(0,1) in straight seam welded pipes. First, a comparison is made between the propagation of these wave modes in seamless and seam welded pipes. Results indicate that the angular amplitude profile of the L(0,2) wave mode does not change much in the presence of the seam weld. However, the weld has a slight effect on the propagation of the T(0,1) mode. The effect of the presence of the straight seam weld can be observed in the propagation of the L(0,1) mode which creates an asymmetric angular profile such that the amplitude of the L(0,1) mode in the weld line zone is largely reduced. This phenomenon may reduce the sensitivity of this wave mode in detecting defects in the proximity of the weld line. As a result, the other two guided wave modes L(0,2) and T(0,1) are recommended for the inspection of straight seam welded pipes .

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultrasonic guided wave
  • Longitudinal and Torsional modes
  • Straight weld-seam
  • Angular profile