奥氏体不锈钢小径管焊缝缺陷多模式超声复合全聚焦成像研究

奥氏体不锈钢广泛应用于重大装备的关键部件中,而焊缝是整个装备的薄弱部位。在考虑超声波的多路径和易发生波型转换的特性情况下,进行奥氏体不锈钢小径管焊缝多模式超声相控阵检测方法研究。通过数值仿真,对比分析4种不同直达波检测模式和8种不同底面一次反射波检测模式对小径管焊缝中典型缺陷的检出能力。基于优选出的一种直达波检测模式和一种底面一次反射波检测模式,发展了一种多模式复合全聚焦成像方法。在此基础上,进行奥氏体不锈钢小径管焊缝缺陷检测试验。结果表明,多模式复合全聚焦成像方法可以很好实现小径管中多种缺陷检测,与单一模式全聚焦成像相比,多模式复合全聚焦成像方法不仅可以提高成像的信噪比,且可以大大减小伪像的产生。项目研究工作为奥氏体不锈钢小径管焊缝检测提供了可行的技术方案。     

小波分析在奥氏体钢超声检测中的应用

奥氏体不锈钢具有全面和良好的综合性能,在各行业中获得了广泛的应用。文章在研究奥氏体不锈钢的晶粒噪声和频谱噪声的基础上,把小波分析的多分辨特性用在奥氏体不锈钢的超声检测中,有效的提高了奥氏体不锈钢的信噪比,有利于识别缺陷的存在及其位置。     

薄板奥氏体不锈钢对接焊缝超声波探伤方法研究

通过对超声波应用于薄板奥氏体不锈钢对接焊接接头的研究和试验,开发了薄板奥氏体不锈钢对接焊接接头超声检测和质量分级方法。试块探伤试验和现场实物检测试验表明,对板厚为3～10 mm的在用压力容器奥氏体不锈钢对接焊缝及母材,辅以超声波探伤,可以及时发现奥氏体不锈钢容器在对接焊缝、封头扳边处、支座角焊缝母材等处存在的各种形式的裂纹或缺陷,有效避免出现容器的失效事故。     

304不锈钢晶粒尺寸的超声检测

以不同晶粒尺寸的304奥氏体不锈钢试样为研究对象,采用频率5MHz的超声换能器对其进行水浸横波检测,通过快速傅里叶变换(FFT)分析裂纹缺陷和晶粒反射信号的能量特征,以便排除缺陷信号的干扰;通过超声检测得到无裂纹缺陷试样的相对二阶非线性系数,分析了其与平均晶粒尺寸的关系。结果表明:当在1.6～4.4 MHz频段的能量占比低于1%时,可认为奥氏体不锈钢中无裂纹缺陷存在;相对二阶非线性系数随着奥氏体不锈钢平均晶粒尺寸的增大而减小,因此可利用该参数来表征奥氏体不锈钢的晶粒尺寸。     

核泵用大型奥氏体不锈钢锻件超声检测工艺流程研究

对核泵中所用的大型奥氏体不锈钢锻件实施的超声检测工艺进行了研究。奥氏体组织为粗晶粒状,超声波在晶界上的散射衰减现象会引起林状回波,这会使信噪比下降,从而使超声波的穿透能力显著降低;另外奥氏体组织的各向异性也会使超声波的声速和传播方向发生改变,从而给超声波检测带来相当大的困难。本文着重分析了检测奥氏体不锈钢锻件时探头的选择及试块的校准方法。根据首批试件的检测,证明该流程设计切实合理,适用于指导工程实践。     

厚壁铸造奥氏体不锈钢管道焊缝超声相控阵检测技术概述

铸造奥氏体不锈钢(Cast austenitic stainless steel,CASS)管道的焊接质量直接关系到核反应堆的安全,在核动力装置的检验规范中,对此类焊缝加工质量及服役期间状况提出无损检测的强制性要求,但CASS焊缝组织状态的复杂性给超声检测工作带来困难,研究采用相控阵超声检测(Phased array ultrasonic testing,PAUT)技术解决这一难题已成为国内外无损检测工作者关注的热点。概述厚壁CASS管道焊缝PAUT技术的难点,归纳相应的关键技术及解决策略,并简述近期国内外相关研究工作的进展和成果,以期为厚壁CASS管道焊缝的PAUT技术提供借鉴和参考。     

基于COMSOL的超声相控阵无损检测算法与仿真技术研究

基于超声相控阵无损检测技术原理,运用延时法则研究了超声相控阵偏转和聚焦算法,在COMSOL软件中建立了多阵元超声相控阵无损检测仿真模型,对碳钢工件内部的缺陷形态进行了不同角度的扫查,揭示了声束在缺陷碳钢工件中的传播规律,获得了不同阵元的超声脉冲回波图;在此基础上,提出了基于脉冲回波的缺陷重构算法,对工件中的缺陷形态进行了重构;最后,开展了超声相控阵无损检测实验,对仿真模型以及缺陷重构算法进行了验证。研究结果为工件缺陷的超声相控阵检测及重构提供了一种有效的建模仿真技术方法。     

压力容器用钢锻件标准介绍(三)——JB4728—93《压力容器用不锈钢锻件》

本文简要介绍了压力容器用不锈钢锻件标准。本标准的技术要求较原JB755—85对不锈钢锻件的规定有了很大提高。例如,纳入了奥氏体不锈钢锻件内部缺陷用超声检测验收的标准。并增加了大量不锈钢锻件用钢钢号。     

304不锈钢点蚀损伤的非线性超声表征

利用非线性超声表面波检测技术实现了对304奥氏体不锈钢点蚀损伤的无损表征。将固溶态304奥氏体不锈钢在质量分数为6.0%,10.0%,14.0%的FeCl_3溶液中,分别浸泡6,12,18h。利用OLS4000激光共聚焦显微镜对浸泡试样进行表面形貌的观察、稳态点蚀孔三维形貌以及尺寸的测量,利用RAM-5000测量超声表面波非线性系数,基于蚀孔微观形貌和尺寸变化分析点蚀损伤的非线性系数变化规律。结果表明:归一化非线性系数随超声表面波传播距离的增加而逐渐增大;表面波传播距离一定时,归一化非线性系数随浸泡时间的延长和溶液质量分数的升高而单调递增。超声波与点蚀引起的材料不连续界面相互作用,造成界面间的应力-应变非线性效应,且非线性效应随点蚀损伤的加剧被累积,这一结论对奥氏体不锈钢点蚀研究具有较大的参考价值。     

相控阵超声新技术在电站设备无损检测中的实践思路探索

超声相控阵检测技术20世纪60年代就已经出现,被应用于医疗领域。但是由于固体中波动传播复杂性、系统复杂性和成本费用高等因素存在,限制了超声相控阵检测技术在无损检测中的运用。而电子技术和计算机技术以及压电复合材料等高新技术被广泛综合应用,促进了超声相控阵技术发展,并且渐渐应用到工业无损检测中。     

阀门用奥氏体不锈钢铸件应用分析

介绍了阀门用奥氏体不锈钢铸件的铸造过程关键项目,以及质量检测的相关方法。对阀门用不锈钢铸件需要“承压”的必要性进行分析。对不同工况下,同种铸造奥氏体不锈钢进行分析,为奥氏体不锈钢的铸造工艺、奥氏体不锈钢的牌号选择和细节要求提供参考依据。     

基于全聚焦相控阵超声的叶根槽裂纹检测

汽轮机转子受复杂应力和高温的多重作用,常在反T型叶根槽部位产生疲劳裂纹,导致断裂事故。针对此问题,提出全聚焦相控阵超声的检测方法。推导了全聚焦相控阵超声的采集及成像公式,制备了专用试件,在端壁上倒圆（F1）采用线切割方法预制人工缺陷,采用全聚焦相控阵超声检测,并与常规超声进行了对比。结果表明,全聚焦相控阵超声检测精度高,适应性强,具有较好的工程应用价值。     

钛合金薄板直角焊缝质量的相控阵超声检测方法研究

板直角焊接结构由于被焊试件厚度薄、检测精度要求高等因素使得常规检测方法难以施展.利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定基于波束控制的全覆盖检测方案.为获得较好的信噪比,提出一套楔块几何参数的优化设计方法;对采用多次反射方式入射的相控阵超声偏转聚焦法则计算方法进行了研究;构建采用机械臂作扫查器的高精度相控阵超声自动化检测系统,对具有人工预埋缺陷的钛合金薄板直角焊缝结构进行了检测试验,验证检测方法的正确性.研究结果表明,所提出的相控阵超声检测方法,能够对裂纹、未焊合等类型缺陷进行良好表征,满足薄板直角焊缝的超声无损检测要求.     

超声相控阵技术在焊接接头检测中的应用

分析了超声相控阵技术的特点,介绍了超声相控阵技术在焊接接头检测中的应用.从应用结果可以看出,超声相控阵技术能极大地提高检测效率,降低劳动强度,节省检测成本.     

基于ACFM的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法研究

奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、高韧性和塑性,在石化特种装备和海洋结构中有着广泛应用。奥氏体不锈钢通常在高温、高压、强腐蚀介质中服役,结构表面可产生各种类型不规则裂纹缺陷,威胁结构安全服役。由于不导磁、弱导电、晶粒粗大的特性,传统无损检测对奥氏体不锈钢表面不规则裂纹检测和评估存在诸多挑战。提出基于交流电磁场检测(Alternating current field measurement,ACFM)技术的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法,建立奥氏体不锈钢不规则裂纹ACFM有限元仿真模型,分析不规则裂纹周围电磁场畸变规律,提出垂直方向磁场(垂直于试块方向磁场,称为Bz)图像梯度场的不规则裂纹表面轮廓可视化重构方法,利用不规则裂纹检测试验验证可视化重构方法的效果。结果表明,ACFM探头感应电流可在奥氏体不锈钢不规则裂纹端点聚集,聚集电流引起垂直方向磁场Bz畸变,Bz图像梯度场可反映电流聚集位置,Bz图像梯度场可视化重构方法能够实现奥氏体不锈钢不规则裂纹表面轮廓可视化成像显示及精确评估。     

聚乙烯电熔接头表面不规则对超声相控阵检测的影响分析

超声相控阵技术及B扫描实时成像技术,可以实现对表面平整的聚乙烯电熔接头缺陷的检测。然而针对表面不规则的聚乙烯电熔接头进行检测,由于耦合剂与聚乙烯两者声速与声阻抗的差异,会造成检测盲区的增大、检测图像的畸变和灵敏度的降低。对聚乙烯电熔接头表面不规则对超声相控阵检测的影响进行系统地分析和研究,并探索出一种实用的方法可以消除表面不规则对超声相控阵检测的影响,使超声相控阵技术能够用于表面不规则的聚乙烯电熔接头的质量检测。     

急冷换热器管座角焊缝相控阵超声检测研究

急冷换热器管座角焊缝的质量对相关设备的安全稳定运行具有重要的意义。但是,现行标准中的无损检测方法无法有效的检测该焊缝内部的缺陷,提出将相控阵超声检测方法应用于急冷换热器管座角焊缝。根据某一急冷换热器中集箱管座角焊缝的规格及形状,制作了用于验证相控阵超声检测系统的模拟试样。首先经过在软件上的模拟仿真,确定了探头的规格及放置位置,最终通过检测模拟试样上的人工缺陷验证了相控阵超声检测应用于急冷换热器管座角焊缝的可行性。     

超高压水晶釜釜底螺牙超声相控阵检测技术研究与应用

利用超声相控阵检测技术优势对超高压水晶釜釜底螺牙进行检测,解决了采用传统超声波检测方法无法解决的难题。文章对釜底螺牙用超声相控阵技术如何检测等进行分析探讨。     

超声相控阵检测技术在风电高强螺栓中的应用

针对在役风电机组中螺栓不便拆卸的特点,比较分析了常规超声与超声相控阵检测技术的特点,凸显超声相控阵检测的优势。对带有人工缺陷的螺栓试样进行试验检测,试验结果表明,超声相控阵检测技术能够成功检测出螺纹根部缺陷,并且具有较高的检测灵敏度及分辨力,从而降低检测成本,提高检测效率。     

基于超声相控阵技术的粘接性能检测研究

介绍超声相控阵技术的基本原理、特点及换能器的分类。通过研制的超声相控阵检测系统对复合材料的粘接性能实现检测,说明了超声相控阵技术在检测复合材料粘接性能上的应用及前景。