X射线数字成像技术在特高压盆式绝缘子缺陷诊断中的应用

通过模具设计、环氧绝缘件浇注、脱模、修整等工序制造出了厚度为30mm、60mm、90mm的盆式绝缘子气孔和裂纹人工伤试块,其中气孔缺陷的直径为0.5mm~5.0mm,裂纹缺陷的宽度为0.3mm、深度为0.2mm~3.0mm。采用X射线实时成像检测系统和微焦点射线机分别对气孔和裂纹缺陷进行了检测,对比了焦点尺寸对检测灵敏度的影响。研究结果对于特高压盆式绝缘子检测灵敏度的提高具有指导意义。     

钢管环焊缝表面裂纹常规无损检测方法检出率比较

对于管道焊缝裂纹缺陷,可采用多种方法进行检测。下面用四种常规无损检测方法进行试验,比较其对裂纹检测的有效性。1　检测对象被检对象为133mm×7mm钢管对接环焊缝,材质20钢,缺陷以横向裂纹为主(有一段4mm纵向裂纹),经显微镜测量,裂纹最大开口宽度为37μm,经解剖,裂纹最大深度为1.6mm。2　检测试验检测标准采用JB4730—1994《压力容器无损检测》。2.1　射线检测正常情况下管道焊口拍片采用X射线、192Ir或75Seγ射线。下面就这三种射线源进行检测试验。正对裂纹透照,该试验裂纹检测角为0°。透照布置见图1,透照时采用两种方法,即不…     

微裂纹检测与定位的非线性超声仿真分析

金属浅表层的微裂纹直接影响金属的性能和使用寿命，非线性超声检测方法对于浅表层微缺陷检测有较好的效果。本文针对钢材浅表层微缺陷检测和定位问题，通过有限元仿真的方式研究裂纹检测与定位的非线性超声规律。在有限元仿真软件COMSOL Multiphsics中建立包含表层裂纹的二维混频表面波检测模型，研究超声波与钢材表层裂纹引起的非线性效应，总结缺陷尺寸与边频信号振幅的变化关系，采用基于时频分析的异侧混频激励方案研究裂纹的定位。仿真结果表明，当金属表面存在裂纹时，检测点接收的回波信号中将出现和频及差频信号；边频信号的信号强度随着裂纹宽度增大而增强，随着检测距离的增大而衰减，随着裂纹深度增加呈现先增后减趋势；通过时频分析实现了表面裂纹的定位。采用激励频率分别为0.5 MHz和0.8MHz、基频幅值均为10^-5m的超声信号能够满足浅表面裂纹检测需求，实现浅表面深度为0.2～2 mm、宽度为5～30μm的裂纹检测，定位准确率为88%。研究结果为钢材浅表层微缺陷的非线性混频超声检测和定位提供了参考依据。     

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 针对SS400钢板在生产过程中产生的表面纵向裂纹现象进行宏观观察和微观的测试与分析。结果表明：钢板表面纵向裂纹大部分是以平行束或网状形式集中分布在钢板宽度方向的两个1/4区域内,裂纹的长度一般在0.5~2 m,宽度均小于1 mm,深度为0.1~0.2 mm。无论是纵向裂纹还是横向裂纹,其裂纹沟内均含有由Na、Mg、Al、Si、Cl、K、Ca等元素组成的复合夹杂物相,而在裂纹的内部却只有氧化铁夹杂物。进一步分析后认为,该表面缺陷产生于连铸结晶器内,在随后二冷区的强冷和加热炉的加热过程中,裂纹得到了进一步的扩展。     

汽轮机叶片叶身的涡流检测

为了能够发现汽轮机叶片的早期裂纹,以2Cr12NiMoWV不锈钢为研究对象,设计了一种手持式涡流探头,并对其检测不同深度以及不同宽度裂纹的性能进行试验研究,同时使用COMSOL Multiphysics软件进行了有限元分析。结果表明,与缺陷宽度的变化相比较,该装置对于缺陷深度的变化具有更高的灵敏度,为后续手持式涡流传感器对复杂曲面构件的在线无损检测提供了理论依据和技术支持。     

沉没辊轴头裂纹检测灵敏度试验

针对某厂热镀锌机组锌锅沉没辊轴头失效特征,设计加工了同材质轴头备件的模拟裂纹缺陷对比试件。通过不同种类探头、不同检测方法的试验对比,确定常规超声检测技术对于在役轴头内侧R角部位可准确检出的裂纹缺陷的尺寸。对比试验证明：超声纵波检测轴头R角裂纹缺陷优于横波检测,B2S（E）探头对于尚未严重扩展的裂纹缺陷具有较高的检测灵敏度,但对深度≤1mm的起始裂纹无法准确检出和判定。     

阵列涡流检测不同深宽比裂纹的研究

设计有不同深宽比裂纹的2组对比样管,探究阵列涡流对于不同深宽比裂纹的敏感性。使用阵列涡流检测方法,对样管上的缺陷进行检测对比。结果表明：在对裂纹深宽比特征参数研究中发现,当宽度一定、深宽比大于1时,涡流幅值随深宽比增加逐渐变大,深宽比小于1时,涡流幅值与深宽比无明显对应关系;当深度一定、深宽比大于1时,涡流幅值大小随深宽比增加逐渐变大。在宽度相同、深度不同和的深度相同、宽度不同的深宽比研究中发现,深宽比相同时,阵列涡流检测到的模拟裂纹的涡流幅值均随检测频率的增加而逐渐变大。     

管道内壁裂纹的相控阵超声检测

针对管道内壁开口裂纹缺陷的检测与定量问题,根据超声检测端角反射和端点衍射理论,使用相控阵超声技术对其进行检测。试验结果表明,管道内壁微小裂纹的高度与反射回波的高度成线性关系,端角反射法能有效测定20 mm厚管道内壁深度不大于4 mm裂纹的高度;端点衍射法能有效测定20 mm厚管道内壁深度不大于2 mm裂纹的高度,对于不同壁厚的管道,端点衍射法和端角反射法所能测定的最小裂纹高度不同,两方法结合可实现管道内壁裂纹缺陷的有效检测。     

CSP生产中钢板表面纵裂分析及解决措施

针对CSP生产过程中SS400钢板产生的表面纵向裂纹进行研究与分析。结果表明:钢板表面纵向裂纹大部分分布在钢板宽度方向的两个1/4区域内,裂纹的长度一般为0.5~2.0 m,深度为0.1~0.2 mm,宽度均小于1 mm。其裂纹沟内均含有由Na、Mg、Al、Si、Cl、K、Ca等元素组成的复合夹杂物相,而在裂纹的内部有氧化铁夹杂物。进一步分析认为,该种表面缺陷产生于连铸结晶器内,在随后二冷区的强冷和加热炉的加热过程中,裂纹得到了进一步的扩展。通过对结晶器传热的控制和二冷水的调整,板坯的纵裂得到了控制。     

燃气轮机透平叶片射线CR检测技术研究

制作了适用于透平叶片射线CR检测的曝光曲线,对燃气轮机透平叶片裂纹缺陷进行了射线CR检测研究。结果表明,采用射线CR检测技术可实现透平叶片叶型进气侧和出气侧深度≥0.6 mm、长度≥2 mm裂纹缺陷的有效检测。通过图像处理可明显改善射线CR图像中裂纹缺陷的视觉效果,便于裂纹缺陷的识别。     

地磁场环境下304不锈钢表面裂纹磁异常信号特征分析

针对304不锈钢表面裂纹缺陷,通过有限元方法,在地磁场环境下,建立弱磁检测有限元模型,研究304不锈钢表面V型裂纹、矩形裂纹和不同裂纹宽度磁异常信号特征。并利用物质磁化的磁荷模型验证了有限元模型的正确性。结果表明:裂纹内部与材料的磁导率差异导致一部分磁感应线弯曲变形在材料表面产生漏磁,另一部分磁感应线在裂纹根部聚集,而裂纹两侧的磁势差使得裂纹内部产生均匀磁感应线; V型裂纹尖端磁感应线聚集效应更显著,而矩形裂纹漏磁效应更显著。此外,通过对比两种裂纹宽度从0. 4～2 mm发生改变时发现:随着裂纹宽度增加,磁感应强度峰值先增后减,在裂纹宽度到达1 mm时,磁感应强度峰值达到最大。     

阵列涡流和低频电磁检测技术对管道裂纹缺陷的有效性分析

阵列涡流和低频电磁作为新的涡流检测技术,常被用于检测工件裂纹缺陷。为了研究其在工业管道检验中对裂纹类缺陷的有效性,采用阵列涡流和低频电磁检测系统对管子上预制的裂纹缺陷进行检测。结果发现：阵列涡流可以直观地显示缺陷的位置、形貌,得到缺陷相对的大小,对表面裂纹类缺陷较为敏感,可以检测出与探头移动方向垂直2mm长的裂纹缺陷;低频电磁能有效发现内壁较大的裂纹缺陷,在本试验条件下,可发现5mm长,3mm深以上的裂纹缺陷,检测结果受管件规格、裂纹缺陷的长度和深度影响。     

灭弧喷口致密度的超声检测

采用超声波声速和幅度谱峰值作为特征参量,对致密度在93.84%~94.63%范围内的5种灭弧喷口进行定量表征。结果表明,声速和幅度谱峰值均随灭弧喷口致密度的增大而增大,两者与灭弧喷口致密度变化趋势具有非常好的一致性。证明了灭弧喷口致密度超声检测的可行性,为喷口质量控制提供了一种切实可行的技术手段。     

不锈钢管件裂纹深度的涡流阻抗分析

在利用外穿过式线圈对不锈钢管件进行涡流检测时,发现深度分别为0.10,0.15和0.20 mm的三种裂纹无法利用检测信号的相位角进行识别。针对这一现象,利用阻抗分析方法进行了计算,得出在不同检测频率下,管件表面从0.10～1.90 mm不同深度裂纹的相位角,以及上述无法区分的三种缺陷的幅值。在此基础上,制作了带有人工缺陷的试样管件并对其进行涡流检测。检测结果表明,根据检测信号幅值的大小,可将深度差异为0.05 mm的人工缺陷区分开,且检测结果稳定可靠。     

油气管道内外壁腐蚀缺陷干涉作用影响因素研究

目的研究油气管道内外壁腐蚀缺陷干涉作用机理及影响因素,为管道安全运行提供依据和保障。方法采用ABAQUS有限元分析软件,结合二倍弹性斜率法和控制变量法,改变内外壁腐蚀缺陷尺寸(相对深度、相对长度、相对宽度)和缺陷轴向表面间距,求解含内外腐蚀缺陷管道极限载荷,以极限载荷的变化为依据,通过5%极限影响判定标准,求得内外腐蚀缺陷干涉作用极限影响距离,同时利用MATLAB软件建立管道内外腐蚀缺陷-干涉极限影响距离函数关系,拟合得到公式。结果当外缺陷深度a1/t、内缺陷深度a2/t在0.1~0.3变化时,双缺陷干涉极限距离从46 mm增大到193 mm,且变化速率越来越大;当外缺陷长度b1/1/2Rt、内缺陷长度b2/1/2Rt在0.5~2.5变化时,双缺陷干涉极限距离从71 mm增大到219 mm,但变化速率越来越小。随着内外缺陷宽度c1、c2的增大,管道极限载荷几乎不减小,双缺陷干涉极限影响距离基本不变。构建的四元三次多项式拟合公式R2=0.9898、SSE=0.5361、RMSE=7.3219,离散性低,精度较高。结论缺陷深度是影响干涉极限距离的最主要因素,缺陷长度次之,缺陷宽度基本不影响。     

磁记忆检测裂纹类缺陷的理论模型

通过建立裂纹类缺陷应力场与磁通量变化间的数学模型，阐明裂纹埋藏深度、宽度、走向、受力条件及外磁场等不同时的磁通量变化规律。为磁记忆检测裂纹类缺陷提供了理论依据。     

X型涡流探头对裂纹类缺陷测量的响应规律

为了检出并可靠测量AP1000反应堆压力容器顶盖(RPVH)的表面缺陷,尤其是潜在降质机理一次侧应力腐蚀纵向裂纹,采用自制X型涡流探头对裂纹类缺陷开展了试验与CIVA仿真研究。结果表明:X型探头具有方向性,且对纵向和周向裂纹的检测灵敏度最高;在检测能力方面,可检出最短为1mm,最小深度为0.2mm的裂纹,当裂纹深度超过2.5～3mm后,幅值增加趋于缓慢。最后将自制探头应用于AP1000顶盖的役前检查,以评价其综合性能,发现探头的信噪比、提离高度均能满足规范要求,测长与定位结果与实际相符。     

水压扩径机高压水罐裂纹的焊接修复

本公司水压扩径机有2台美国制造的多层包扎立式高压水罐,罐高约9 m,由3节组成;内径914 mm,整体壁厚114.3mm,约为10层,内层14.3 mm.检修时发现其中1台罐第3节内层纵缝表面有裂纹,经UT检测,确定裂纹根部长度为220mm,深度为11～12 mm,裂纹几乎贯穿内层.经UT进一步检测,又发现第1节纵缝中部、第1节与第2节及第2节与第3节间的环缝各有1处长度分别为50,180,90 mm,深度为11～13mm的裂纹.为了保证高压罐的安全运行和不影响生产,经主管部门同意,决定采取焊接方法进行修复.     

飞机发动机燃烧室外套纵向焊缝的超声波检测

某型发动机燃烧室外套 ,曾因其搭接板内表面滚焊缝热影响区产生疲劳裂纹而发生空中爆破 ,造成严重的飞行事故。为确保飞行安全 ,决定用超声检测技术对正在服役的发动机作定期普查监检。1　检测方法1 .1　燃烧室外套及裂纹易出现部位燃烧室外套的形貌示于图 1 ,疲劳裂纹发生的部位及裂纹发展方向示于图 2。疲劳裂纹起始于外套滚焊缝上搭接板内表面的熔合线或热影响区 ,由内表面向外表面扩展。图 1　燃烧室外套图 2　裂纹部位1 .2　标准试块制作试块用电火花刻槽 ,用 2 mm的铜片作电极 ,刻槽宽度为 0 .2 5mm;深度分别为 0 .5,1 .0和 1 .5mm;长…     

变壁厚薄壁筒体超声检测技术及自动检测系统

针对壁厚0．65～1．2mm，最小深度为0．045mm的裂纹缺陷特征，提出了水浸正交超声板波检测方法和基于螺旋扫描方式的数据处理算法。设计了零漏检，低误判的全自动线性定量检测。通过多通道超声波发射／接收和信号特征提取方式，系统达到了6s／件的在线检测速度。