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鍋爐水牆管導波檢測

為了解決7吋平板推薦2020的問題，作者王辰 這樣論述：

發電廠內鍋爐水牆管有控制爐膛溫度以及將管中液體加熱成蒸汽等重要的功能，但其長期處在高溫高壓且接觸液體的環境下，容易因多種原因產生腐蝕而破裂，導致工安事故發生。現行的檢測方法多半透過超音波測厚搭配目視檢測，但無法對水牆管腐蝕情形有全盤的瞭解，還是有漏檢的風險存在。導波法具有高覆蓋率與長距離檢測等優勢並已經應用在各種實務檢測上，是以本文欲探討導波法應用在水牆管檢測之可行性，透過局部激振方式產生SH波傳模態沿水牆管軸向掃描，希望能夠更有效率的檢出缺陷位置。為了瞭解現有導波檢測儀器之檢測能力，對水牆管與直管等兩試件以高頻SH0導波進行實驗量測，在水牆管實驗接收到了許多同調雜訊，導致訊雜比太低而不易辨

識缺陷。因此，本文藉由有限元素模擬搭配檢測能力評估參數找出適合檢測水牆管的模態及其激振設置，以改善導波檢測水牆管的能力。為了挑選適合的激振頻率，需先找出水牆管的頻散曲線圖以供參考。然而，水牆管複雜的幾何，無法直接從理論推導出其頻散曲線，故本論文先利用模態分析找出20-120 kHz頻率區間內的所有SH模態，再分析每個SH模態的波形結構並做分類，進而繪製出水牆管的頻散曲線，並從中初步選出四種較合適的激振頻率作為評估檢測能力的模擬設置。接著，從不同的激振長度之模擬找出在回波訊號中訊雜比最高的激振長度。最後，以衰減率、缺陷靈敏度與檢測距離作為檢測能力評估參數來探討檢測能力最佳的模態與其對應的激振頻率

。藉由水牆管模擬分析了SH模態傳經鰭片的波傳行為，發現當SH模態傳經鰭片時會因波式轉換而在鰭片中產生A0與S0模態，此現象也是造成實驗中量測到同調雜訊的原因。從不同激振長度的模擬發現，隨著激振長度增加，回波訊號的訊雜比會跟著上升。不同激振頻率的評估檢測能力模擬則觀察到隨著激振頻率的上升，其所激發出的SH模態之衰減率降低且缺陷靈敏度提升，故本文推薦檢測水牆管的最佳激振長度與激振頻率的組合分別為100mm與120kHz。以上研究成果將可提供業者在開發新的水牆管檢測方法時參考，進而發展一套完善的水牆管檢測系統。