水平剪切波在板表面附着物厚度检测中的应用.pdfVIP

第 48卷第 18期 机 械 工 程 学 报 Vo1．48 N0．18 20l2 年 9 月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Sep． 2Ol2 DoI：1O．3901／JM E．2012．18．078 水平剪切波在板表面附着物厚度检测中的应用木 吴 斌 李 杨 郑 阳 何存富 (北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 北京 100124) 摘要：针对板表面附着物厚度检测的问题，提出一种基于水平剪切(Shearhorizontal，SH)波的检测方法，该方法利用 SH波的 频散效应对板表面附着物厚度变化敏感的特性，实现对表面附着物的厚度进行无损检测。建立 SH波在双层结构中的波动模 型，并求解出双层弹性介质中 SH波的波动方程。针对工业中出现的水垢等多种附着物厚度检测实例，绘制 SH波群速度随 附着物厚度变化的曲线，并进一步提出SH波检测板表面附着物厚度的具体实施方法。利用该检测方法，对钢板一石灰膏涂 层模拟的锅炉水垢试样进行试验研究。结论表明，通过测定低频段和高频段的SH。模态的群速度，可以分别对较厚附着层和 薄厚度附着层的厚度进行检测。 关键词：水平剪切波 表面附着物 水垢厚度 积碳层厚度 中图分类号：TB553 ThicknessM easurementofSurfaceAttachmentonPlatewithSH ive Bin LIYang ZHENGYang HECunfu (CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology, BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124) Abstract：Atechniquebasedonshearhorizontal(SH)waveforthicknessmeasurementofsurfaceattachmentonplateispresented． ThisnondestructivemethodisimplementedbyusingtherelationshipbetweenSH wavedispersionvarietyandthethickn esschanging． PropagationofSH waveinbi—layerelasticstructureismodeledandanalyzed．Consideringseveralconditionsofsurfaceattachment suchasboilerscale，thedispersioncurveofSH wavewhichvaryingwithattachmenthtickn essistracked．A concreteimplementation oftheSHwaveattacmh entthicknessmeasurementisprovided．Theexperimentalstudyonboilerscalethicknessdetectioniscarried outwiththeSteel—CaCO3bilayerspecimen．Theresultsshowhtatthemeasurementofsurfaceattacmh enthtickness(includingrelative thickorthinattacmh ent)withSHwavecanberealizedbymeasuringhtegroupvelocityofSHomodeunderloworhighfrequency． Keywords：Shearhorizontal(SH)wave Surfaceattacmh ent Thicknessofboilerscale Thicknessofcarbondeposition 源浪费，而且水垢的存在会使炉壁金属过热，产生 0 前言 蠕变，导致锅炉鼓包、破裂甚至爆炸J【J。因此，针