奥氏体不锈钢焊缝裂纹高度测量技术研究

奥氏体不锈钢管道焊缝的超声相控阵检测中,双晶纵波超声技术是一种有效的检测手段,但在测量裂纹高度时会产生一定程度的误差.本文理论分析了产生误差的原因,利用奥氏体不锈钢试块不同深度的横孔进行了修正实验,总结了双晶相控阵的缺陷深度测量误差规律.之后在含自然缺陷的奥氏体不锈钢管道试块上进行了相控阵检测,测量了裂纹高度,对比了裂纹高度的直接测量值、修正测量值和设计值.结果表明修正后的裂纹高度误差范围由之前的-2.4～1.8mm变为-2～-0.2mm,误差均方根由1.61mm变为0.98mm,均有明显降低,修正后的结果更加接近裂纹缺陷真实高度,提高了检测精度.     

Hilbert-Huang变换在非线性超声无损检测中的应用

为了提高非线性超声无损检测方法对缺陷位置和相对大小的表征能力,该文将H ilbert-Huang变换方法用于非线性超声无损检测信号的处理。粗晶奥氏体不锈钢材料的非线性超声无损检测信号具有非线性、非稳态和低信噪比的特性,H ilbert-Huang变换对此类信号的特征提取具有独特的优势。实验结果表明:通过H ilbert-Huang变换的瞬时频率能够确定缺陷位置,瞬时幅度可表征缺陷的相对大小;该方法达到了对0.6mm晶粒平均直径的粗晶奥氏体不锈钢中65 mm深、0.8 mm平底孔的小缺陷检出能力,说明H ilbert-Huang变换有效提高了非线性超声无损检测的缺陷表征能力。     

基于TFM的奥氏体不锈钢成像算法检测

以奥氏体不锈钢为研究对象,针对现有超声相控阵技术,用仿真软件建立了大小为50 mm×50 mm的声源平面.在声源平面上建立了超声相控阵声场的可视化仿真模型,仿真了中心频率为5 MHz,阵元数为16的线性阵列换能器,按照TFM算法要求的规则采集回波信号并成像,并与现有超声相控阵成像结果进行系统地比较,发现TFM可以更准确地获得缺陷的位置信息,将TFM应用于超声相控阵检测,可以获得较好的缺陷检测效果.     

高密度聚乙烯管热熔接头的全聚焦成像实验分析

基于全矩阵数据捕获(FMC),利用全聚焦(TFM)成像技术,对高密度聚乙烯(HDPE)试块中不同深度(10～50 mm)的预制横通孔缺陷进行了全聚焦成像实验分析.在MATLAB软件中编写了全聚焦成像算法,并将全聚焦成像效果与超声相控阵扇形扫描成像效果进行比较.研究结果表明:全聚焦超声成像方法对于HDPE试块内部的横通孔缺陷,能够较好地实现缺陷位置的定位.在5 MHz频率探头的条件下,检测深度达到50 mm以上,深度定位误差在2 mm以内.相比于超声相控阵扇扫方法,本文方法的 ?1 mm缺陷最大幅值标准差从16.8 dB降低到了7.5 dB,?2 mm缺陷的最大幅值标准差从21.0 dB降低到了6.2 dB,有2～3倍的提升.     

厚板电子束焊缝的超声扇形扫描检测

针对传统超声斜角探伤法检测厚板焊缝宽度受限的问题,采用超声相控阵扇形扫描方法,对55 mm厚TC4电子束焊缝进行检测研究.对相控阵波束在TC4焊缝中的偏转聚焦特性及扇形扫描进行模拟分析,采用扇形扫描与D扫描、A扫描相结合的方法分析缺陷特征,给出缺陷的三维定位.结果表明：扇形扫描角度为30°～70°,采用双面检测的方法可以实现宽度有限的厚板焊缝的检测,扇形扫描图像能够更加直观地显示缺陷.在TC4电子束焊缝中检测出气孔、裂纹、未熔合和未焊透四种缺陷.通过合理设置坐标系,可以实现焊缝缺陷的三维定位,测得缺陷距离换能器楔块前沿的距离、埋藏深度和距离扫查起始位置的水平距离.     

奥氏体不锈钢焊缝超声检测用换能器的研究

研究了窄脉冲探头的设计与制造工艺、换能器与探伤仪的匹配以及斜楔形状和尺寸的计算机优化，从而获得一种灵敏度高、分辨率好、信噪比高和定位比较准确的宽频带纵波斜探头，适用于奥氏体不锈钢焊缝的超声检测。     

基于Gauss调制脉冲模型的超声信号提取算法

奥氏体材料的厚壁焊缝是焊缝超声检测的难点,由于焊缝组织晶粒粗大,超声散射与衰减严重,检测信号中含有大量噪声信号,因此需要通过信号处理提高其信噪比。该文提出了一种基于Gauss调制脉冲(GMP)模型的超声检测信号提取算法,使用参考信号对原始信号进行互相关滤波,并基于GMP模型对滤波结果进行信号分解,由信号特征直接估计各信号分量的控制参数。先后设计了仿真实验及超声检测实验以验证算法性能,结果表明:该算法可以有效提取超声检测信号中的缺陷信息,为厚壁焊缝缺陷信号分析、焊缝检测算法优化等相关应用奠定基础。     

超超临界机组在役P92主蒸汽管道焊缝超声波检测

P92钢合金含量高、淬硬倾向大,焊接时熔池黏度大、流动性差,焊接工艺控制不当,容易出现未熔合、裂纹等微小缺陷。使用常规超声检测时,此类缺陷反射能量比较低,单从波形和能量上判断,容易出现漏检或误判。通过对P92钢对接焊缝超声波检测及焊缝缺陷部位解剖,提出了P92钢细小缺陷的有效检出方法,在常规超声难以分辨和判定其性质时,增加衍射时差法超声检测（TOFD）和相控阵检测,能有效避免对微小裂纹等危害性缺陷的漏检或误判。同时,分析了P92钢焊缝微小裂纹的成因,并提出了相应的解决措施,可有效提升管道焊接质量。     

奥氏体不锈钢焊缝线状影像分析

阐述了奥氏体不锈钢焊缝检测时底片上出现的线状影像为X射线衍射斑纹,实验表明衍射斑纹对焊缝力学性能无影响,提出了识别衍射斑纹和缺陷影像的方法。     

9%Ni 钢大型球罐焊缝的超声波探伤

９％Ｎｉ钢大型球罐奥氏体不锈钢焊缝因晶粒粗大，难于用一般的超声方法进行检测．本文对奥氏体不锈钢焊缝检测用窄脉冲纵波斜探头、对比试块、探头Ｋ（探头折射角的正切）值以及探伤灵敏度等问题进行了研究，制定出了９％Ｎｉ钢大型球罐焊缝的超声波探伤规则，并在现场探伤中取得了很好的效果．