{{{sourceTextContent.title}}}

Application d'un amplificateur de puissance RF dans une expérience de test d'ondes guidées par un seul défaut

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Nom de l'expérience : Expérience d'essai par ondes guidées sur un défaut uniqueAccent sur la recherche : Transport par pipeline

{{{sourceTextContent.description}}}

Nom de l'expérience : Expérience d'essai par ondes guidées sur un seul défaut

Objet de la recherche : Le transport par pipeline joue un rôle indispensable dans l'économie nationale et les secteurs du transport industriel d'aujourd'hui, offrant des avantages économiques, efficaces et sûrs. Cependant, les pipelines ne sont pas exempts d'entretien pendant leur fonctionnement. Au fil du temps ou en raison de défauts de fabrication, les pipelines peuvent présenter des lacunes, ce qui peut entraîner des incidents de sécurité. Par conséquent, l'amélioration des techniques existantes de détection des défauts dans les pipelines et la recherche de nouvelles méthodes sont d'une grande importance pour garantir le fonctionnement fiable des systèmes de transport par pipelines.

Les ondes guidées ultrasoniques ont fait l'objet d'études approfondies pour l'inspection des pipelines à courte et longue distance en raison de leurs avantages uniques et sont devenues une méthode importante de détection des défauts. Cet article étudie l'effet de focalisation de la détection des ondes guidées inversées dans le temps par le biais d'une analyse théorique, d'une simulation numérique et d'une validation expérimentale basée sur l'influence de différents paramètres. Le contenu spécifique de la recherche est divisé en trois parties :

Premièrement, pour les signaux inversés dans le temps contenant différentes informations modales sur les défauts, les effets de focalisation sous différentes largeurs de fenêtre temporelle ont été étudiés, jetant ainsi les bases des recherches ultérieures. Des essais d'ondes guidées directes et des essais d'ondes guidées à retournement temporel ont été effectués sur des pipelines présentant des fissures à différents angles circonférentiels, profondeurs radiales et longueurs axiales. Les résultats ont été comparés pour étudier l'influence des changements de paramètres sur la détection des ondes guidées et la focalisation par inversion temporelle. Sur la base du modèle à défaut unique, un pipeline contenant des défauts doubles a été établi pour étudier les effets de focalisation au niveau du défaut 1 et du défaut 2, et l'influence de différents espacements axiaux et angles circonférentiels entre les défauts doubles sur la forme, le mode et l'amplitude de l'onde après l'inversion temporelle.

Deuxièmement, une méthode de détection par ondes guidées avec inversion du temps en cas de chargement partiel a été proposée pour les situations où la canalisation est partiellement exposée ou lorsqu'il est difficile d'assurer un couplage complet entre le transducteur et la canalisation au cours d'une inspection réelle. Cette méthode sélectionne les positions et les nombres de canaux appropriés pour la charge à inversion temporelle pendant l'excitation secondaire, sur la base des données de déplacement reçues de chaque canal dans la détection directe d'ondes guidées. L'interaction entre les ondes guidées et les défauts simples a été analysée, la distribution circonférentielle de l'énergie des défauts a été étudiée et, sur cette base, en utilisant l'énergie, le taux de réflexion des défauts, etc. comme indicateurs, des schémas ont été conçus pour explorer comment les changements dans le nombre et la position des canaux affectent l'effet de focalisation.

Enfin, un système expérimental a été mis en place pour détecter les défauts sur un pipeline réel, déterminer la position axiale du défaut et la comparer à la position réelle et aux résultats de la simulation. L'effet de focalisation en cas de modification de la largeur des fenêtres a été vérifié à l'aide d'une combinaison d'expériences et de simulations numériques, et la faisabilité pour des défauts à différents angles circonférentiels, différentes profondeurs radiales et une charge partielle a été validée.

Objectif expérimental : Améliorer la précision de la détection des petits défauts dans les pipelines et jeter les bases d'une application plus rapide du test d'inversion temporelle des ondes guidées ultrasoniques dans l'ingénierie d'inspection pratique, en s'adaptant au problème du couplage incomplet des transducteurs au cours des processus de détection réels.

Matériel d'essai : Générateur de formes d'ondes arbitraires, amplificateur de puissance RF ATA-8202, commutateur émetteur-récepteur, préamplificateur ATA-5320, oscilloscope numérique.

Processus expérimental : L'amplificateur de puissance RF ATA-8202 est doté d'un écran LCD, fonctionne en mode classe A et offre des avantages tels qu'une grande linéarité, une faible distorsion, une longue durée de vie et des performances stables. Il a une puissance de sortie saturée de 200 W, un gain de puissance de 47 dB et un réglage de gain par pas de 0,5 dB. Pendant l'expérience, le signal d'excitation sélectionné est resté conforme à la simulation par éléments finis. Seize transducteurs piézoélectriques à expansion de longueur, disposés uniformément autour de l'extrémité du tuyau, combinés à un commutateur émetteur-récepteur, ont assuré les fonctions de transmission et de réception du signal. Le signal d'impulsion modulé généré par le générateur de forme d'onde, après avoir été renforcé par l'amplificateur de puissance, a exercé une charge axiale sur les transducteurs, stimulant ainsi la génération d'ondes guidées en mode longitudinal. Ces signaux d'ondes guidées se sont propagés le long de l'axe de la conduite, ont interagi avec les défauts de la conduite et ont généré des ondes réfléchies et transmises. Par la suite, les signaux d'écho réfléchis ont été recapturés par les transducteurs et convertis en signaux électriques faibles. Ce signal a été amplifié par le préamplificateur et transmis à l'oscilloscope pour enregistrement. Enfin, ce processus de détection a été affiché en temps réel sur l'ordinateur hôte.

Plate-forme expérimentale et configuration

Figure 1-1 : Plate-forme et installation expérimentales

Résultats de l'expérience : Cette expérience a permis d'établir un système de détection des défauts de pipeline par ondes guidées ultrasoniques. La détection directe par ondes guidées et la détection par ondes guidées à inversion temporelle ont été effectuées sur un pipeline présentant des défauts de corrosion, et la détection par ondes guidées à chargement partiel a été validée expérimentalement. Les conclusions suivantes ont été tirées
(1) Le positionnement axial des défauts de corrosion dans le pipeline à l'aide de la détection par ondes guidées est relativement précis avec de petites erreurs. Les ondes guidées ultrasoniques peuvent détecter efficacement les défauts de corrosion dans les pipelines.
(2) Le taux de réflexion des défauts dans la détection par ondes guidées à inversion temporelle augmente avec l'élargissement de la fenêtre d'inversion temporelle, ce qui correspond aux conclusions de la simulation.
(3) À mesure que la densité des puits augmente, les taux de réflexion des défauts augmentent à la fois pour la détection directe par ondes guidées et pour la détection par ondes guidées inversées dans le temps, une amélioration plus significative étant observée pour les défauts de corrosion plus petits.
(4) Lorsque l'angle de chargement circonférentiel est faible, davantage de modes d'ondes guidées non axisymétriques sont excités. Après interaction avec le défaut, la composition modale devient plus complexe, ce qui rend le paquet d'ondes du défaut difficile à identifier.

Signaux expérimentaux pour différentes positions de chargement

Figure : Signaux expérimentaux pour différentes positions de chargement

Résultats de la détection expérimentale de défauts avec différentes densités de piqûres

Figure : Résultats de la détection expérimentale de défauts avec différentes densités de piqûres

Recommandation de produit : Amplificateur de puissance RF de la série ATA-8000

Spécifications et paramètres de l'amplificateur de puissance RF de la série ATA-8000

Figure : Spécifications et paramètres de l'amplificateur de puissance RF de la série ATA-8000

Ce document a été compilé et publié par Aigtek. Pour plus de cas et d'informations détaillées sur les produits, veuillez continuer à nous suivre. Xi'an Aigtek est devenu un fournisseur d'instruments et d'équipements à grande échelle avec une large gamme de produits dans l'industrie. Des unités de démonstration sont disponibles pour un essai gratuit.

{{medias[222344].title}}

{{medias[222344].description}}

{{medias[222343].title}}

{{medias[222343].description}}

{{medias[222345].title}}

{{medias[222345].description}}

{{medias[222346].title}}

{{medias[222346].description}}

{{medias[222347].title}}

{{medias[222347].description}}