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研究生:林士煌
研究生(外文):Shih-huang Lin
論文名稱:使用電磁超音波(EMAT)對圓管缺陷檢測之研究
論文名稱(外文):The study of applying Electro Magnetic Acoustic Transducer (EMAT) to detect flaw within cylinder pipe
指導教授:張銘坤張銘坤引用關係
指導教授(外文):Ming-kuen Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:環境與安全工程系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:超音波檢測非破壞檢測人工缺陷電磁超音波
外文關鍵詞:EMATNDTManual DefectUltrasonic Testing
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石化工廠中除了數量可觀的機械、設備外,還有如同錯綜複雜的管線在工廠內擔任傳輸工作,管線因長時間使用容易造成腐蝕,或使管線減薄、破洞,嚴重者更會造成工安事故,隨著非破壞檢測技術成熟,快速且遠距離的超音波檢測技術也常被用於管線檢測,而電磁超音波可非接觸、不需耦合條件操作,適合檢測在高溫或表面粗糙的管線缺陷。
本實驗將選用兩支直徑4英吋碳鋼管,製作缺陷深度1/2T及1/4T (T為管壁厚度),缺陷長度15 cm之缺陷,選用一支直徑4英吋碳鋼管,製作缺陷深度1/2T,缺陷長度4 cm之缺陷,另外選用一支直徑4英吋碳鋼管,製作不同大小平底圓孔,圓孔直徑分別為1φ、2φ、4φ、2*2φ cm,使用電磁超音波裝置進行管線的人工缺陷檢測,並探討缺陷與訊號之間的關係。
經由量測缺陷振幅訊號後發現,隨著缺陷深度越大,其訊號衰減也越大;且缺陷長度越長,振幅訊號衰減亦越大;此外,隨著平底圓孔直徑越大則振幅信號衰減亦越明顯。經由此研究可得到EMAT之振幅訊號衰減會受缺陷深度、缺陷長度及圓孔直徑大小的影響。
There are not only many complex pipelines but also a great number of machines in fossil fuel plants. These complex pipelines in plants transport chemicals or natural gases. Due to corrosion from long-time use, these pipelines become thinner and perforated with tiny holes. Therefore, pipelines that have been used for a long time increase the risk of accidents happening in plants. Electromagnetic Acoustic Transducer is a non-contacting technique requiring no fluid couplant to detect defects or rough surfaces on pipelines at elevated temperatures in hazardous locations.
This experiment uses EMAT to detect long-time-use defects in pipelines, and we discuss the relationship between pipelines and signals transmitted by this experiment. The measurements taken in the experiment indicate that a pipeline with deep or long defects increases the attenuation of amplitude signals. Moreover, a defective pipeline with a greater diameter increases the attenuation of amplitude signals as well. Therefore, according to the results of the experiment, EMAT can detect the relationship between amplitude signals and deep or long defects.
中文摘要
英文摘要
誌 謝
目 錄
表目錄
圖目錄
符號說明
一、 緒 論
1.1 研究背景
1.3 研究方法
二、 文獻回顧及音波產生原理
2.1 文獻回顧
2.2 傳統超音波原理
2.2.1 音波波動原理
2.2.2 音波種類及波式
2.2.3 音波反射、折射及波式轉換
2.2.4 音波繞射、散射、干涉現象
2.3 電磁超音波
2.3.1 音波導波原理
2.3.2電磁超音波激發
2.3.2.1 勞倫茲力產生原理
2.3.2.2 磁致伸縮力產生原理
2.3.4 EMAT 波產生模式
2.3.4.1 縱波模式 (Longitudinal wave)
2.3.4.2 剪力波 (Shear Waves)
2.3.4.3 瑞利波 (Rayleigh waves)
2.3.4.4 藍姆波 (Lamb waves)
2.3.5 電磁超音波激振與接收藍姆波
2.3.6 平板型藍姆波
2.3.7 波式轉換
2.3.8 影響EMAT振幅訊號衰減因素
2.3.9 電磁超音波優點
三、 實驗方法及原理
3.1 研究流程
3.2 實驗管材規劃
3.2.1 實驗管材化學成分
3.2.2實驗管缺陷種類
3.3 電磁超音波儀器及產生原理介紹
3.3.1 儀器介紹
3.3.2 電磁超音波產生原理
3.3.3 離距( Lift-off )效應
3.3.4 EMAT 波型應用
3.4 訊號分析方法
四、 實驗結果與討論
4.1 相同缺陷長度,不同缺陷深度
4.1.1 T1實驗數據
4.1.2 T1數據結果討論
4.1.3 T2實驗數據
4.1.4 T2數據結果討論
4.2 相同缺陷深度,不同缺陷長度
4.2.1 T1數據結果
4.2.2 T1 數據結果討論
4.2.4 T2 數據結果討論
4.3 比較缺陷在top或bottom時T1與T2振幅訊號
4.3.1 數據結果
4.3.2 數據結果討論
4.4 不同平底圓孔徑大小對訊號影響
4.4.1 數據結果
五、 結論與建議
參考文獻
附錄一
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