pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 !...

20
1 UR-267B Version: March 20, 2002 MEASUREMENT OF THE FLOW OF SUPERHEATED WATER IN BLOWDOWN PIPES AT MP2 USING AN ULTRASONIC CLAMP-ON METHOD by Robert N. Burnham (1) , Robert A. McCarey, Jr. (2) , Oleg A. Khrakovsky (3) , and Lawrence C. Lynnworth (3) Abstract The flow velocity of superheated water has been measured since mid-1999 in two almost-identical blowdown pipes at a nuclear power plant by an ultrasonic clamp-on contrapropagation system. The pipes are carbon steel, ø3-inch schedule 40 (89 mm OD x 5.5 mm) wall. Water design conditions are 282°C (540°F), 1000 psig ( ~ 6.8 MPa), single-phase. The required range of flows to be measured spanned the 16:1 volumetric flow rate range Q = 25 to 400 gpm, corresponding to flow velocity V = 0.3 to 5.3 m/s. The three principal difficulties were (1) couple reliably and without maintenance for one or more years; (2) accurately measure the small time difference )t between upstream and downstream interrogations, only 13 ns at the normal flow rate of 25 gpm, yet be able to measure the maximum flow, 400 gpm, during blowdown; and (3) provide a transducer solution where the piezoelectric element is not subject to any thermal degradation despite the 282°C (540°F) steady state water temperature and occasional thermal cycles down to room temperature. This paper summarizes (1) the motiva- tion for making the measurement, (2) the problems with previous ultrasonic and nonultrasonic approaches, (3) coupling problems encountered during installation on one of the two pipes in March 1999 but solved by 29 June 1999, and (4) results as viewed from the perspective of Spring 2001 after more than twenty-four and twenty-one months, respectively, of essentially maintenance-free operation on the first and second blowdown pipes. (1) Dominion Nuclear Connecticut, Inc., Millstone Power Station, Waterford, CT 06385 Tel: 860-447-1791 x6701 Fax: 860-437-5916 E-Mail: [email protected] (2) Talon Engineering Corp., 1003 Industrial Blvd., Sauk Rapids, MN 56379 Tel: (320) 251-5810 Fax: (320) 251-5810 E-Mail: [email protected] (3) Panametrics, Inc., 221 Crescent Street, Waltham, MA 02453-3497 Tel: (781) 899-2719 Fax: (781) 894-5785 E-Mail: [email protected] and [email protected] ã 2001 Panametrics

Transcript of pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 !...

Page 1: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

������������������ �������

������������������� �������������������

����� � ��������������������������������������������

��

�������� ������������������������������������������������������� �!������� ���!�������

��������

�������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������� ���������������������������������������������������� !�����"#�$�%�%���&��������'��������������������������(!(�)� %���*&������������ �+�,�!-.�&�����������������������/�������������������������������������������������,0����������������������������1�(%��������������������������������������� ���1���������%����2���������������������������������������� �&������������� ���������������������������������������� ����3� (&�������� ��������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������(%������ ���������������������������$�����������������������������������3����� �&�����������������������������������������4��������������������������5�������� ���������������������������������(!(�)� %���*&������ ��������������������������������������������� �������������������������������������������������4��� �&����������������������6��������������������� (&����������������������������������������������������������������� �&���������������������������������������������������������������������������-�������������������� �(��7������������� �&����������������������������������������8������(������������������������� ��������������� ��������������������� ��������������� �����������������������������������������������������������������

��� #�������� 9������ )���������� :���� -��������� .����� 8�������� '���������� )��,�!%�����0�!,����;��;����$,;�����*�$0�!,����;�%��,��<�-���0��������=������������

��� ������<�����������)������ ����� :����������>����� 8��6�?�������-9�%,�;�� � ���0� �(�&� (%��%!��*�$0� �(�&�(%��%!����<�-���0������� =�����������

��� .����������� :���� ((�� )������� 8������� '�������� -@� �(�%�����;� � ���0� ;!�&� !���(;��*�$0� ;!�&�!���%;!%��<�-���0�6���6��6 �=������������������� ��������=�������������

�������������� �

Page 2: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

"

������� ������������

������������������������������������������������������������������� �����������4�������$����������������������:��-��������� 9������.�����8������&�A����(� -.(&������������������������������������������������������ ����������������������������������������������������������������������6�������������������������������������� ������������������������������������������������������������������ ��������������3�������������������$��������� ������� ����� ���������� ��� ��6����� ������������� ������ ������������������ �������� ����������������������@�����������������������������������������������������������������������������������:�������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������ ���������������������5������������������������� ���������� &���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������/���������������������������>���������������������������������������������������������������������� ����0�����������������3�������������6���3���������������������������������������������*��������������������������������������-����8���������>��������� �����������������������������

*����������������������� ���������� ����� ����������� ����������������������������������������� ����������������������������������������� ������������B����������-���������A����(�������������������������������������������� ������������������������������������������������*��� �����������������������-.(��������������$�������� ����������������� ��������������� ���������������������������� ��� ������������������� �������������������������>�����������������������������������������������������������������������������������������������������C������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������� ��������� ���������������������������� �� ���������� ������������� �������������������������������� ���� ������� ��������� ������ ��������� ������ ������������ ���������� ���� ��������� ��������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� �

������������������������6��������������������������������������������������������������������������������������������������/��������������4����������������������� ����������������������������������� ����������������������������������� �����������:����������������������������������������������������4����������������������������� �������&���������������������������������

"��������������������������������6����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������$���������������+�(!(�)������������������������������������������������������� ������������������������������������������������>��������������������/����������������������������������������������������� ��������������������C������������������������������������)������������������������������������(!(�)������������������������������������������������������ ��������������

@������������������������������������������������������������������������������������������������B����������������������/������������������ ������������� (%����&������������������������������ ����������������6������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������

:����������!�����������������������������������-��������� 9���������A��������������#��������9������)���������&���������������������������������������������������D��,E���������������������������� �������������������������������/���������!#��� ���$ #�#�����%�������#���&���%#%��'#��#��!�������������������#��!����������&����#����(�#���&����������)��������#��*�������&�������������!#�����������#� �#������+�����#���

Page 3: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

,

� ����� ������������ ����������

@�����������������6� ����6�� ���������������������������������������������������� ����������������������� >��������������&����������������������F������ "#�+�F!����&�������� �����������������������*�����������������������������������������������������0� �&��������3� (&��������������4����������������� �.������� (&����������� ����������������������������������6����������������������������������������������������������������4����������������������� ������&������������������������������������ �����������������������������������������(�-B4���������������������������������������������������������������������������������������G���������������H���6��������������������������������������������������C�������������� �

��1���!(����(��)���

��I�����

�2�����(;��)�������������D��E&�������������������������������2������ ,�����&���������������������"��������������������������������J

�����*����������(%�������:������������������������������������������������ (&����� �&

����9.�������������������������� ��&������������,88�����J���������������������������������������� ���

������������ ����������� ����� ����������"K8� ������������������������� ��� ������������"#���� ����������� ����������������6� ������������������&� ��������"K8����������������������������������� ���������������������������������������������������������)�������6��������������������������������������������������������������*������ �&�����������������������������������������������������������������*������������������������������������������������������ ������������ ���,�(���&���������������������������������������������������������4������D��L����(E��������������������������������������������������������-.(���������������������������������������������������������

.������� �&������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �������&���:������� ���������������������������������������������6������������� ���������������������������������������������������������������������������$���������������������������������������������@���������������������� �����������6����������������������������������������G�����������H����������������� �������������������������������������������������������������/�����������������������������������������"K8�����������

>��������������������������������������������������������������4��� �������1�����,�)&����������������������������������������������� ������1���,����)&�������������������������������������������������B���������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������� �-��������������� �������24����������������������������6���������(%�������������(%������������������ *����%&�� ������������������� ���6��������������(%������������������������� ����� ���M� ���� ������ ����������������������������������

@���������������������������������������������������4������6���������������������������������������������"K8�������������:������������7������������������������������������������������� ��������������������������������������8������������������������������4�������������������������������������������������������������������� *����%3�D��E&�� �8�������������������������������������������������������� ������������������������4��������������������������������D@��� ������������������������������(���)����������������������"K8�����������������������������������������������"K8������������������������������������������������������������������������� ��������%,�,�)&�E

@���������������������������� ������������������#����������� �������������@�����?�������N�������� ���������������������� ����������������������������F�������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������4����������������������������������������������������������� ������������������������>����������������� �����������������������������(�����6����,�C��6����������������������������������� ������������������������������������������������B����+�%��������C��6����������� *����,&���.������������������������������������������������ ���������������������@��� �����������������������������������������O����(%�������������������������������������������������5����������������������������������������������������������������������� �������������� ���������������������� ���������

Page 4: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

-

� �������������������� ������������������������������������*�������������������������������������������������������������������&

���������� �����������������������"K8����6� ����6������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������-���������A����(���@�.����������-����#*!,!��������������������������������������������������������������������� ����������������������������&������������������������������������������� P.-&����������������

������������ ��� ����� ��

@��-.(�������������������������������������������������������������/���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������&�����������������������������������������4���������������������������������������������������������������������<��������������������������������������������������������������������-���������A����(������������������������������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������%��� �%�����&��� ������� ���� ���� ����������� ���� ������� �����$������ � ���� ������� ��� ������������ ������ ����� ����� �����������/�������������������������������������������������������������������������� ����*����(&���>��������������������������������������������������(�� ��������+���%��� �!���������&������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������6��������������������������������� ����������������������������-���������������������������������0

���������������������������������������������������������������������������������������(!(Q)� %��R*&����������������������������������(%���������������������� ����S�(���O���.�������������� ��������������������������������������������������@�����?�������N�������B�������-@���������������������� ��������������������������������������������������������������������� ����S����O��������������������B����������������������� �����������������������������������������������������������������������,0�����������������������������$����������������������������������� ������������������������� ������/��������������������������������� ���������������������O����� ������������������������������������������������ 8������������*�������&

>���������������������������������������������������(�� ��������������������������������6������������������������������������� �����������������.������������������������������������������������������������������������������$���������������������������"K8���6� ����6�������������������������������������������������������������� �������� ���� ���������� ����������-�������� ��������� ���� ���� ���������������� �����������%R����������������������������$���������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������

.���������������������������-.(��"K8��������������������������������4�����������������������������������������������������������������������$�������������������D���E��"��������������4��������������6������������ ������&�

��������������� �������������������� ��������������

��������� ���������������� ���������������� � ���!��������������� "� ��#� ������������

��

$��%$$���&

$��$'$��$(

$���'$���&

$�$$)$�$$&

Page 5: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

.

B���������������������������������������$����������������������������������������� 4��&������������������������������� ����� ������������������������ ���������� (&������ �������� �������������� ���� ������������� �����������������6���������������������������������������������������������������������������������6����������������������$���������������������������������������������������� �����������#�������������������� ��������������������������������������6�����������������������@����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������8�������������������������6�������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������%R������������������������������������������������ *�����&�����������������������������������������C��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������������������������������������������������������� ������$������������������������������������������������������������� ���������������������� ����������������#�����������������������-���������(������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������)����/����� ���������������������������������������������������������������� ��������������/�������6�����������$����������������������������������������������������������������������������A����������������������������� �����������������������������������&����������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������:������������������������������������������������������/������������/����� ����������������������������������������������������������$������������6�������� ����������������������������������������������������������������������4���������������������������������

@�����������������������������������������������������������������������������������������#������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������C�����������������������������������������������

�������������� �������������������������������������������

��� ���� ���������

��������� ����

� !�!�"��#$�%�!!!#�$%!��%�#!$�$�#&"�$

�������������� �����������������������������������������������������

������� ������� ����!����"��� ���������

#

#�$ �%�

�&&

�'�$ ��&&��������(��

����������

��������

Page 6: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

/

��������������������� ���C��������������������������&�����������������������������������������������������������������������������������������<����������������������������� ��)���������������������������������������/����� ��������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������B�������)�������(��$���������������������������/���������������������������������������������������������4���� ������������������������������� ��������������� ����������������� �������������������������������/�����������������������������������������������������������������������������������������������D(����E��B�������������������� ���/������������������������������������� ����������������������������������������������������4���&

#�����������������������������������.��������������������������������������������������������������������������������������/����� ����������������������������������������� �������������)�������(�������������������0

�� 8������ ��������� ������ ������������ ����������� ���� �������� ���� ���� ���� ������� ����)������� (�����������

(� .������������� ������ ����������� ������������ ����� ��������� ��������� ���� ���� ����� ��� ��� �������� ������������������������������� ����/����� ���� ������������������ ���������:�� ��������� ����������������� �$������ ��� ������������ �������� ����� (,�R)� %��R*&� ���� ������� �� ���������� ���������� �����������

�� .������������������������������������ �����/��������������������������� � �����������@����/�����������������������������������������������������������/������������$������ ������������������������������������������������������������������ ����������������������������������/������������$������� �(%��������������������������������8����/���������������������������������������������������������)�������(������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������� ���������������������&����)�������(�����������������������������6���������������������������������������6������������������������� ��������������������������@������������������������������������ ������� ����������8����������������������������������� ��� �� �������5���� ���� �����������������������������������������������������������6��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������)�������(�

@������������������������������������������������.������������������������-.(����������������� ����������������������� �������5��������� ��� �� ����� ������� �������� ����)�������(��.����� ��� ���������.�������������������������������������������'���������������� �����������������������������������������������������������������������������������������

#�����������������������-.(�������������������������������������4������������������������������������� �������&��������@�.����������<.")B�:::�����������������������4������������������� ������������������������������������������������������������-��������������������������������������������������������/�������������������������������������)�������(��@������������������������������������������������������)�������(������������@�/���������������������������������������������������������������������������������������8�����������������������$������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �����������������$���������������������������������������������������������������� ������4��������������������������������������������������(%������ ����������������������������������4������������������������4��2���������������������������������������������������������������������������������������������������������4����D8��������(3���E

Page 7: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

0

������������������ ���������������� �����4��2����������������� ���� ������������������� ����)�������(� ���������6����������������������������������������������������)�������(�����������������������������������������)����������������������������������������� ���������������������������������:�������������/��6���������������������������������������������������G����������H���������������4�������������������������6�� ������������������������������������������������������������� ��������������������������$�������������������2����$�������������������������� ����)�������(�������������������������������������� ������������������������������������������������ �&

#�������������������������������������������������������$������������������������������C������������������������������������������������������������������������������������� �.��������������������$������������������� ��������������������������������� ������������������� ���������������������������

#������������������������������������������)�������(���������������������7����������-.(���������������������������������������������/��������������������������� ����������� ������������������������������������������ ����������������������������������������������6���8���������������������������������������������������������������������������(%���� ����@��������������������������������������������������������� �������)��������������������24��������������)�������(&����������������������������� ����������������������������������������������������������������������������� �������:����������������������������������� ���9������*������ ���������������������������� ����������������&���������������������������������������T�4������������������$�������� �������������������������������������������������������������������)�����������������

������������ ��� ��� ����� �

@����������������������������������������������������������������������������������������6������������������ � �������� ���� ���� �������������������������U� �"��� ��������������6� �����������������������D��E�@����������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������� ��������������������������� .���������&��������� ��������������������������������������������������� ������S�%R����������������������������� ��6�� ����0���� *��������������������������� �������������������������������������������� �����@���������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������>����������������������������������������������������� ���������������������������������������������D���������������������������������$�����"������(���� ����������� ����� � �������������������������@����(��R)� ��� ����,88����������������� ���������������*������� &�E�"��������������������������������� �������������������������(%�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������� ���������S(O������������������������(%�����

@�������� ���� ������������� ��������������������� ��� ���������� ���-.(�� ��� �������������������������������������������������$�������*������6�A���������8�������������������������� ������88�������@��*������6����������������������������������"K8��������������������������������/�������������������������������������������������"�����������������������������*����;����������������%R�������������������������������������*����!��"K8������������������������������������������������������������������������������*�������� ����������������������������� *�����&�������������������������������������������������/�������������������� *������&�

?������������*���������������������$���������������������������������������)�������(�������7����(�������U)�������� �&������������� ��������������������������-������������������������������������� ������������� �&����������������������6������������������������������������)����������N������� �������4��������������������������G.����(H������������������)�������(�������������������.�������������������� ������������<�����������������(%���������������������4�������������������������������������������������������� ������������������@����������������������������������������������������������@�������������������������������

Page 8: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

1

������������������������ ����������������������������������� ���.����(�������������� ��������������������.����(�������� �������5�������������������������.��������������������������������������������������� ���������������������� �����������������������������'��������������������$���������������������������������������������� �&��������� ����������������������"K8����������������D�$����������������������������������������������������$����������*���������*���������� �&E������ �&��������� ��������������4��������������������� �$�������� ������������������������������������������������������%��R)������������������������4������������������������������R)�������� �������������&�

��� ��������

�������������6���������������������������������������������@��-.(���������������������.����6�<��*��6�?���P���������'�������#���������@��.������������������������������������������������������������������#��>�����7��#�����.����8���������7�������������?�������-��N ������������N�����N��N����������������������������������������������6��������������������������������������������� ����������������������4�����������������.������������ ����������������������������������������A?�(,;>�

�����������������6�������������������������������������������������������B��� �K������� �������&��������� ���@9N� @�������9��������N�������� &���:��������;���K������������������������C������������������������������������������� ��������+�%��Q�)���-���������� ���������������������7�����<��@��-P�������������@<)N� @����<���� ����)������N������&�6���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �����"K8�����������&���������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������&� :��-P�����C�������������������������������������������������������������������/��������������������������� ��������������������&�

Page 9: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

2

��������� ������������

���

������

���������������

��������

� �� �����������

��������

����������

��������

����!����"����

��������

������������ ����

*��������V���������������������������������������������

Page 10: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�3

*����(���:���������������"K8���������������F������� ;%���&�������������������������������������� �����������������&�

*��������'�������� �����������&�������������)��������������(����7�� �����(������9������������������������������������������������������������������������������9�������������/��������������������)�������(� *����������������� ����#��������9������)��������&�

Page 11: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

��

*�������N���0�#���������� ���������"K8���������������������������������������������6����F�����������������������������������������������������D�������������������������������� ���������������������������������>������� ������&���F���������������;�E��?����0��"K8�������������������D��E�

4�5

4�5

*����%��*����������������������������������������������D��E���������������4������������������������������������������������������������������������������������"K8������������������������������� �� �������������������������������������������������������� �������������������������A8�.������,�����%�������� ����� ������������� ������������*������ �(,��(��(�

����

����

��������� �����������

��������� ���������� ��

��

����������������

��������������� �������

������������������ ������������������������ � ���� �������

����������

��

��

��

��

��

��

��

��

Page 12: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�"

*����;���������������������������������������������������������*������6�A�������8���������������!�

*����,���)����������������������������������������F��������������@�����?�������N�������� ��-���������

Page 13: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�,

*��������8������������� �����/�������������������&������������������

*����!����.���������%����������������������������������������������� �����������������

Page 14: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�-

�� ���

���

*��������<$�������������������������������������������������������� ���������� ������������������������$����������������������

���������������������������������������������

����������������������� �������������������

������������������������� ������������/���������������������� �&�<��� ���������������������� �������&������������� ����������� �������� ����� D�%�� �,E�� �&�8������� ������������"K8� ���������� ���������� ��� ���������������������������������������������������������������������������������������������� �(%��&�� &�)�������� �&�������������������������������������������,88�����������������������������������B��������"K8����������������������� J��1�������&����������-.(���������������������������������������������������������������������� ��������������������������@����(���R)�� ���&�:������������������D,E��W����;�� �.�������������������������4��4�����������������������������������������������������"K8������������������������������������������������������������C���������������������������������������������������$����@�����*������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ��6����&������� ��������6�����&�

Page 15: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�.

�&

4�54�5

�&

�����#����%�#� ��

Page 16: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�/

*���������8������������������� �&���#���������������� �&�X����������������������������������������

4�5

4�5

Page 17: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�0

6#��"����%��#����&��������#����&��7������ �����8��#��4�5!�� ������9"�(&�!�� �������� �����������%�����,:#�������� ��-3�����%#%����#&��������� ��������%��������������������4w + 3 (c

3 / c

2) D �� 130 mm (5 inches), where w = pipe wall thickness, D = pipe inside diameter, c2

= sound speed in pipe wall, and c3 = sound speed in water at 20°C, the detected signal includes the

triple traverse as shown in Fig. 13.

��

������������ �������������������������

��������������

��������������

�����

��������������

������������� �������

��

�����

���

���

���

��

��� �

���!

��� �

�������"#����

����"�����������

�������"������

$����������� ���%������� �"������& ��������$ �'��

�& ���������(����

��)

�������

��

���!

��� �

���!

"����

�**��'�������

���"���������

��

�*���

���

�*���

��

�*�*

����

����

���

���

��+������

��

���!����

�����

��

���,

�����$�&��+� ��

������-��-���������.-��"����"

������������������

� ���������������������//0��11

��"����

���

����

��

��

�*�

���

*���

���

����

������� $ �����

���������

Page 18: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�1

6#���,�7#���������#%����������":�;<!���&����&����:#�������,:#�������� ��-3%#%���=���#$ #�#�!�������������%���� ���������4��:&��!����#�#��5�=��&#������#���#�������#�� #���#����+�#�����#�������������&����!���������#%�����������#�����=�������#����%�#� �����%����������� ���&���%�#�����������%��#�#�����!����������%#%������#�������#�#�����!�����#�������=����!���&����!�����������#��������������#�6��� ���"33�������������#��� �#����8=&��!��������49�������#��>?9��;(((5�=�������� ���� ���#�4�5!�����������!�#�6#���"4�5�!����������������������&,�/77%#%�#���%���%#�������������������#�#�����6#���34�5�=��%��%���� ���&�����#%�����������#��������#%������#�#�#������!&��!�����#�#��������� ����#����������"333 #�� ���� #�� ���#���%%�#���#�� #�6���%���=�+��� =���� ���&��������:#���,�/77�%���%#����&6#���34�5�!#�������7������ ����!�����#������!�������� ���!#���861/1�#������ ������9"����� ������&��!�&�������#�%��������"�3���(�4�5���&����������� ��������������������&6#���"4�5�=�����#�����#����%������������#������������� �����������������:�&&��������#�#���������� ������9"�=�������� ��#���#����#��������!�#�6#���"4�5�6�����������&�����#�������&����������%��#��!����� ��,3��4@.#�����5���A ��������%� �����������#������&#�������B������#�� #���#���������#%������������=��!���&����������#�����������:�#���������������#����&������������&��������$ �����&���������������&& ���&������#���:��������C"33�9�������#���

������������� �������������������������������

������������ ������������������� ������������������

������������

������������

������������

������������

������������

������������

������������

������������

������������

Page 19: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

�2

!��������

#�$ �����%�&'�����(������!%�('��'%������������� ������%��!'����������)�%�*'�+'�,-����./���� ����������������������������������������������������%�����-�'%���'�0�01020%�3�&�,����.'

#�$ �����%�&'%������������� �������������������������%�4'�'�����5%25�%05��,�625.'

#5$ *��%��'�7'%�����(������!%�('��'%�8� "���� "�* �������-9������:%�3���� �& ��� ����������1;�������<�������%���'�2=�12=0%�����������������������������������������,�666.'

#>$ (������!%�('��'%�7�����%��'%������!?����%�-'%�5��@�������1;��4������� �������� �������<������:�+�����������( �%� !!"�����������������������������%���'�>�21>��%�3---�,�66=.'

#0$ (��%�A'%�(������!%�('��'�����B�������%�<'�&'%�������+� :�������������<����������8��������%���������%����,�10.%���'�5�015�0�,�C�������66D.'

#=$ (������!%�('��'%����:���%�('%�E!��"� �"�%�;'�E'%�<� !���%�-'�7'%�����%��'�*'%�����F:���%��'�F'%3���� ���!���+� �8� "���� "�������� ��<������(�G�������������(�G����( �%� !!#����������������������������%���'�D=01D2�%�3---�,�662.'

#2$ (��%�A'�����(������!%�('��'%���������������$��������������%�4'�'��������C��0%6=�%26��,; �C��0%�666.'��������������������%�4'�'�����=%5>5%0���,�C������0%�����.'

#D$ (������!%�('��'�����<H:���%��'%�3������������ ��������������������������%��!����>%���'��201>2����/-'��'�������"���,�����-����.%�����������������������%�&���'��(�����������������������������)*���+���)����*��������%�������!��������!��� ���& ���� �%�& ���� ������,�666.'��#& ����C������& ���� �������������C� "'$

#6$ (������!%�('��'%�8�:!1�������������<�������4���:�+�����������1���4������� �������%������%����,��.%���'�5=10��,; �C���666.'��,C.������1;�������������������%����������%�����,D.%��'�0�10D�,&�:�������.I�, .�<������:������4�������:!����������%�������������������,��.%���'��>1�2,F� '�����.'

#��$ (������!%�('��'%����������$�����,-�&�����%�4'�'�����=%�>2%=���,&�������%�����.'

#��$ (������!%�('��'�����(��%�A'%�.�����������������������%��4'�'�����=%5>6%066�,�C�������=%�����.'

#��$ (������!%�('��'%������������4������� ����������� !��!���&���� ������� !%���������������%���,��.%���'��D15>�,F� �C������.'

#�5$ < *��%�7'��'%������%�*'��'%�8��� !%�&'�('����������� %��'%���������� ������+���&C� ������%�/�0������������0������,��.%���'��5D�1�5D5�,; �C���606.'�&���'%�*�������;����� ���)�(�C��������3���������F�'������!�* ������������-9������������ ������������%��10�'�10=1>,�0�; �C���60=.'

#�>$ ���)%�*'�7'%������������� �����������������������������������������%�4'�'�����>%562%�6>,&�:�� 6%��6D5.'

#�0$ ��)�"�%�8'%�F�"�C���%�8'�����A������%�<'%�4������� �<!�����������<����������(��:������������;����!�����%���01�5D���/�������%��'��'�,-�'.%�������%�&������������� �����������%���:�����%(������,�62�.'

#�=$ A������%�<'�����&����%��'%������������� �1��������������������%�4'�'���� 5%000%D66,7�������6%��62�.'

Page 20: pdfs.semanticscholar.org · 2015-07-28 · 0 6#ˆ " % #˚ & ˜˚#ˆ ˚ & ˘˙7 ˚˜ ˚ 8˚#ˆ 4 5 ! ˚ ˚˜ 9" (& ! ˚ ˚˜ ˚ ˇ %˜ ,:# ˚ ˜ ˇ -3 ˚ˇ %#% ˜ #& ˚˜ ˚ ˚% ˜

"3

��������������������� ���������������������������

������ ���7������ ���� ��������9�������#����%�����������%��������#���B

9�������#�� #������ �� %���� ��#� ��%��� &��� �#�� �� �#�������#����7 ������ ����%%�#���#�������#����&����&�%%���#����

(&���!� ���#���������#� ���%%���#�������#���%������������� ��!��+%��#����!#�������7������ ����%������ ��#��� ������#� �#����8����������D�������E%�������#������F� ����������&������%������%����%������!��9�����#��#��������)��������#��#�����������9�������#����4����5&��%���#���% ��#���#�������9�������#��!���#���%��&�����������%%���#+��G�������#���%���G�:"/0��*(&����%����9�������#��������������#�����������#���#�������������% ��#����#��� ������������������#������!�����'����%����#����� �����!#��������������#�!��#���#���������4����������#�������5���!#���������!������#&���#���� ���#%�����+���%����� ���#�� ���#�������������#�����

=�#�#��#���#����� ��#���#�&�����#����%%�#���#��������+����������9�(%��� ����7#�%��#��#������8����������� ���9�(%��� ����%��� ��� ��!�#���� � #�&�����#���%%�#��� (&�� � �������������#��#��� �����������&�� ����%���������������%����������������9�������#��� ����� ����#<��������%����&&#����������%������ ����#<������������ ��#�&�����#���6����#�����#����������������������9�������#����������� &�������#&#�����&������#�#��������#� �#���!�#��������#�#����������&����������������&����������������A ������� ����&&����%���#� :���������!������