استفاده از خوشه مدهای محیطی مرتبه‌های بالاتر امواج لمب (CHOMC) در ارزیابی خطوط لوله
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-9 (9)
کد مقاله : 1134-ISAV2022 (R5)
نویسندگان
1دانشگاه صنعت نفت آبادان
2دپارتمان مکانیک دانشکده نفت آبادان
چکیده
استفاده از امواج هدایت‌شونده فراصوتی در صنعت معمولا جهت افزایش طول بازرسی انجام می‌شود. این آزمون‌ها عموما در محدوده فرکانس‌های پایین انجام می‌شوند تا با کاهش استهلاک امواج مسیر طی شده در سازه توسط موج تا حد امکان افزایش یابد. با کاهش فرکانس امواج ارسالی علاوه بر کمتر شدن تعداد مدهای تولید شده در سازه، تولید مدهای پایه، و ساده‌تر شدن تفسیر نتایج، رفتار غیرپاشنده و استهلاک پایین موج موجب افزایش طول قابل بازرسی می‌شود. با این وجود استفاده از فرکانس‌های پایین جهت انجام آزمون موجب کاهش حساسیت و تفکیک‌پذیری ارزیابی می‌شود. در این مقاله امکان استفاده از خوشه مدهای محیطی مرتبه‌های بالاتر امواج هدایت شونده (CHOMC) در محدوده فرکانس‌های بالا برای بازرسی محیطی لوله‌ها با حساسیت و تفکیک پذیری بالا مورد بررسی قرار می‌گیرد. خوشه مودهای محیطی مرتبه بالاتر (Circumferential Higher Order Modes Cluster) امواج لمب نوعی از امواج هدایت شونده هستند که ویژگی‌های کاربردی مختلفی از جمله پاشندگی اندک در محدوده فرکانسی بالا را دارا می‌باشند. در این مقاله با بهره‌گیری از روش اجزای محدود انتشار این امواج در یک لوله با بهره‌گیری از نرم افزار تجاری ABAQUS شبیه‌سازی شده است و با بررسی رفتار این خوشه‌مدها، قابلیت آنها در تشخیص عیوب ایجاد شده در لوله‌ها مورد بررسی قرار گرفته شده است. بدین منظور با مدل‌سازی لوله‌ای به قطر 20 سانتی متر و ضخامت 1 سانتی متر از جنس فولاد و انتشار محیطی خوشه مدهای هدایت شونده مرتبه‌های بالاتر در محدوده فرکانسی 2 مگاهرتز شبیه‌سازی شد. با استفاده از این مدل تاثیر متقابل این امواج بر عیوب موجود در لوله مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته شده است.
کلیدواژه ها
Title
simulation of interaction of circumferential higher order modes cluster of lamb waves with pipe line defect
Authors
alireza zeraatkar, Sina Sodagar
Abstract
Ultrasonic guided waves in the industry are usually used to increase the length of the inspection. These tests are generally performed in the range of low frequencies in order to increase as much as possible the path traveled by the wave in the structure by reducing the depreciation of the waves. By reducing the frequency of the transmitted waves, in addition to reducing the number of modes produced in the structure, producing basic modes, and simplifying the interpretation of the results, the non-dispersive behavior and low damp of the wave, increase the length that can be inspected. However, the use of low frequencies to perform the test reduces the sensitivity and resolution of the evaluation. In this article, the possibility of using the circumferential of higher orders of modes cluster of guided waves (CHOMC) in the range of high frequencies for the environmental inspection of pipes with high sensitivity and resolution is investigated. Circumferential Higher Order Modes Cluster Lamb waves are a type of guided waves that have various practical features such as small dispersion in the high frequency range. In this article, The finite element method used to simulated propagation of these waves in the pipes by the commercial software ABAQUS, and by finding out the behavior of these clusters, their ability to detect defects in the pipes has been investigated. For this purpose, a pipe with a diameter of 20 cm and a thickness of 1 cm made of steel and the ambient propagation of a circumferential higher order modes cluster of guided waves in the frequency range of 2 MHz was simulated. Using this model, the mutual effect of these waves on the defects in the pipe has been investigated and researched.
Keywords
non-destructive test, guided waves, Circumferential higher order modes cluster, C-HOMC
مراجع
<div class="page" title="Page 8">
<div class="layoutArea">
<div class="column"><ol dir="ltr">
<li>
<p><span>A. Abdullah, J. Woodtli, and R. Kieselbach</span><span>, “Related papers Failure Modes of Hydrogen Dam- age on Met al Tubes Damage due to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking.” </span><span>[Online]. Available: www.elsevier.com/locate/engfailanal </span></p>
</li>
<li>
<p><span>L. Satyarnarayan, J. Chandrasekaran, B. Maxfield, and K. Ba</span><span>lasubramaniam, “Circumferential </span><span>higher order guided wave modes for the detection and sizing of cracks and pinholes in pipe </span><span>support regions,” NDT and E International, vol. 41, no. 1, pp. 32–</span><span>43, Jan. 2008, doi: 10.1016/j.ndteint.2007.07.004. </span></p>
</li>
<li>
<p><span>“Long Range Cylindrically Guided Ultrasonic Wave Technique for Inspection”.</span></p>
</li>
<li>
<p>I. Komura, T. Hirasawa, S. Nagai, J.-I. Takabayashi, and K. Naruse, “Crack detection and sizing technique by ultrasonic and electromagnetic methods,” 2001. [Online]. Available: www.elsevier.com/locate/nucengdes</p>
</li>
<li>
<p>A. A. Swaminathan, B. Krishnan Balasubramaniam, C. I. Anto, and K. S. Venkataraman, “Pro- ceedings of the National Seminar & Exhibition on Non-Destructive Evaluation HIGHER OR- DER MODE CLUSTER (HOMC) GUIDED WAVE TESTING OF CORROSION UNDER PIPE SUPPORTS (CUPS),” 2011.</p>
</li>
<li>
<p>J. L. Rose, “Ultrasonic Guided Waves in Solid Media.”</p>
</li>
<li>
<p>C. Jayaraman, C. v. Krishnamurthy, and K. Balasubramaniam, “Higher order modes cluster (HOMC) guided waves - A new technique for ndt inspection,” in AIP Conference Proceedings, 2009, vol. 1096, pp. 121–128. doi: 10.1063/1.3114094.</p>
</li>
<li>
<p>B. Verma, S. Annamalai, and P. Rajagopal, “THE EFFECT OF CURVATURE ON THE SCATTERING OF CIRCUMFERENTIAL HIGHER ORDER MODE CLUSTER (C-HOMC) FROM CHANGES IN CROSS-SECTION.”</p>
</li>
<li>
<p>M. J. Ranjbar Naserabadi and S. Sodagar, “Ultrasonic high frequency lamb waves for evalua- tion of plate structures,” Acoust Phys, vol. 63, no. 4, pp. 402–409, Jul. 2017, doi: 10.1134/S106377101704011X.</p>
</li>
<li>
<p>V. Giurgiutiu, “Wave Propagation SHM with PWAS Transducers,” in Structural Health Monitoring with Piezoelectric Wafer Active Sensors, Elsevier, 2014, pp. 639–706. doi: 10.1016/b978-0-12-418691-0.00012-5.</p>
</li>
</ol></div>
</div>
</div>