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Pipeline Technology Journal - Chinese Edition 1/2016

Latest News, Reports and Technical Articles about Research and Development in the Global Pipeline Industry.

CIVA simSUNDT UTSIM 模拟范围 计算组件内的超声场以及超声场和缺 陷之间的相互作用。 计算组件内的超声场以及超声场和缺 陷之间的相互作用。 计算组件内的超声场以及超声场和缺 陷之间的相互作用。 探头 单元件、双元件、串联、TOFD、聚焦 式、接触式、浸入式、相控阵。 接触式、浸入式 接触式。 组件 组件可为平面、圆柱形、圆锥形、球 形、弯头或复杂形状。组件的材料可为 金属、纤维复合材料或颗粒复合材料。 组件主要为平面物体。组件的材料可 为各向同性或各向异性。 组件可为任何复杂形状。组件的材料 必须为各向同性。 缺陷 校准缺陷:球面气孔、边钻孔、平底 孔和半球形孔。平面缺陷:任意尺寸 和方向,矩形或半椭圆形。 体积型缺陷:球形空腔、球形内含 物、球腔、边钻孔;裂缝类缺陷:圆 形裂纹、矩形裂缝、条状裂缝、表面 断裂、条状裂缝。 许多不同类型的缺陷,包括微小平面 缺陷等。 应用 分析实验数据,增强缺陷定位和定 性。设计和优化检测方式,尤其是适 用于相控阵探头的检测方式。CIVA可 帮助确定延迟规律和相控阵探头的形 状。 优化建议实际检测时使用的探头的角 度、频率和带宽。 证明这些参数的可接受范围合理。 预测复杂几何形状中的超声场和缺陷 回声。 优化变换器的位置。训练。 目前,多种不同的方法被用于通过计算方式预测各种NDE方法的POD 曲线。通过使用这些方法,多种 NDE 模拟工具( 如 CIVA、Imagine 3D、simSUNDT、UTSIM、VirtualNDE 等 )均已走向市场。表2对比了其 中三种最常用的UT模拟工具。 使用这些模拟工具的好处是,相比之下,它们更易于使用、消耗的时间 更少、价格更低。通常情况下,向这些模型执行输入旨在改变扫描速率、 缺陷方向、阈值设置等参数,以获得一致的POD和误报概率 ( POFA ) 估算 值 [34]。模型计算的另一好处是,这些计算是POFA数据的唯一来源,因 为 POFA 的实验数据数量极少 [34]。另外,也实现了对历史数据的评估, 优化了设计。筹划和使得有价值的实验数据能够延伸到新应用。 结论 传统NDE方法主要在在役检查期间使用,旨在检测焊接结构的缺陷。 因此,更新组件的可靠性通常依赖于NDE 的检测结果;因而,有必要 对 NDE方法的检测能力进行量化。这种量化被称为NDE可靠性NDE可靠 性主要依据可能被忽略的最大裂纹而非可能被探测到的最小裂纹进行评 估。此外,上述缺陷尺寸通常存在较大的差距。检测概率为 90% 的裂纹 尺寸可用于表述NDE可靠性。上述裂缝尺寸被称为 a90 裂缝尺寸 [6]。然 而,a90的值具有一定的统计误差,这一点可通过说明一个95%的置信区 间来表示。这一裂缝尺寸可表示为a90/95。 为POD建模已被普遍视为NDE能力的量化指标,并可表达为以POD曲线 表示的裂缝尺寸函数。本文已概述POD的历史背景和发展。20世纪90年代 中期以前,POD概念的所有应用基本上完全根据经验。由于通过实验确定 POD曲线既费时又费力,目前的重点已经转向由模型辅助的POD。使用这 些模拟工具的好处是,相比之下,它们更易于使用、消耗的时间更少、更 加经济实惠。目前,市场上提供各种NDE模拟工具,在不久的将来,计算 POD 生成领域需要更多的发展。 表2:各种 UT 模拟工具的对比[36]。 作者 Arvind Keprate 研究员 挪威斯塔万格大学。 arvind.keprate@uis.no 研究/发展/技术 管道技术期刊 45

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