钻孔后管板堆焊层的超声波检测

在钻孔后管板堆焊层的超声检测中,为提高检测速度同时保证检测质量,在MB5F单晶直探头初步检测的基础上,采用MSEB4H双晶直探头和VSY70双晶纵波斜探头对管桥部位可疑信号进行精确检测。经对管板模拟试块和钻孔后管板堆焊层的检测,验证了对于非正常堆焊层,采用常规探头和特殊探头的组合检测,可以提高检测速度并保证堆焊层检测质量。     

不锈钢堆焊层斜探头检测的必要性

在奥氏体不锈钢堆焊层超声检测中,一般用斜探头检测堆焊层下母材中的再热裂纹。随着材料的改进和焊接技术的提高,这种再热裂纹已经非常少见。所以,有些规范和标准已不再要求用斜探头检测堆焊层。文章介绍了几种用斜探头发现的缺陷,强调了用斜探头检测堆焊层的必要性。     

奥氏体不锈钢接管管嘴焊缝内表面超声检验探头研制

针对奥氏体不锈钢接管管嘴焊缝内表面超声检验,研制出一种凸弧面型双晶纵波斜探头(TRL)。分析了凸弧面界面对探头焦距及折射角的影响规律,阐述了凸弧面型双晶纵波斜探头的设计研制要点,通过声场仿真和参考试块验证了探头设计方法的可行性并在实际检验中得到应用。     

尿素合成塔堆焊层超声波探伤

堆焊有带极堆焊和手工堆焊两种,堆焊层常见的缺陷有气孔、针孔、夹渣、裂纹及未熔合等。夹渣、未熔合等缺陷大多平行于堆焊层表面,一般以纵波探伤为主。但是,堆焊层厚度一般在10mm以下,若直接从堆焊层表面用普通直探头进行探伤,由于近场长、盲区大而无法取得良好效果。为了有效地发现堆焊层中的缺陷,特别是奥氏体不锈钢堆焊层,宜采用盲区小、能量集中的双晶直探头,见附图。     

发动机盘环件径轴向裂纹超声检测能力及影响因素分析

针对航空发动机盘环件超声检测中存在的径轴向裂纹取向不利导致检测困难的问题,采用力学加载方式制作含有长度为1.5～10 mm疲劳裂纹的试样,试验对比了纵波直入射缺陷回波法与底波监控法、纵波小角度斜入射缺陷回波法与底波监控法等4种方法对径轴向裂纹的检测能力,并分析了探头参数、裂纹位置等因素对检测能力的影响规律,最后在某涡轮盘上验证了方法的有效性。结果表明,纵波小角度斜入射底波监控法对径轴向裂纹的检测能力最强,使用焦距为89 mm的10 MHz聚焦探头并使声束以2°斜入射时,可检出试样中长为1.5～10 mm的疲劳裂纹,该方法对于接近焦点位置的裂纹检测效果更好。     

反应堆压力容器安全端异种金属焊缝超声检查技术

堆焊层、奥氏体粗晶材料的存在以及焊缝几何结构的复杂性使得反应堆压力容器安全端异种金属焊缝的超声检查非常具有挑战性。为提高安全端异种金属焊缝超声检查的可靠性和检查效率,利用常规双晶纵波检查技术及相控阵检查技术开展了安全端异种金属焊缝超声检查技术研究。试验结果表明,常规双晶纵波检查技术及相控阵检查技术均可有效检出安全端异种金属焊缝中的缺陷,且缺陷定量精度满足相关规范要求。其中,常规双晶纵波检查技术现已应用到核电站的役前检查及在役检查中,相控阵检查技术的缺陷定量精度及检查效率均优于常规双晶纵波检查技术。     

双晶纵波斜探头设计参数对聚焦区声场特性定量影响分析

基于对双晶纵波斜探头结构和聚焦区声场特性的分析,给出了探头几何参数的计算公式。讨论了探头晶片尺寸、roof角以及晶片间距对聚焦区焦点深度和有效检测范围的定量影响。为双晶纵波斜探头选用和设计优化提供了参考。     

奥氏体不锈钢焊缝手工超声波TRL探头检测方法的探讨

奥氏体不锈钢焊缝因为具有粗大晶粒和各向异性,造成了超声波的散射和衰减严重,从而使超声波检测灵敏度和信噪比下降。文中选用单晶横波斜探头、单晶纵波斜探头和TRL探头(纵波一发一收斜探头)对奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测进行了试验研究。试验结果表明, TRL探头的检测效果优于单晶纵波斜探头,单晶纵波斜探头优于单晶横波斜探头,为奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测提供了一定的参考。     

超声探测堆焊层下裂纹的探讨

本文探讨了奥氏体不锈钢堆焊层下裂纹和脱层等缺陷的探测方法以及试块的制作,特殊探头的使用和技术要求等。     

耐腐蚀合金复合材料海底管道环焊缝各区域全自动超声波检测

CRA(耐腐蚀合金)复合材料海底管道内表面通常堆焊约3mm厚的625不锈钢,该海底管道环焊缝通常采用射线(RT)检测技术评估焊缝的焊接质量。由于RT检测效率较低,安全风险较高,极大地影响了CRA复合材料海底管道铺设效率。针对以上问题,对全自动超声波(AUT)检测工艺进行研究,主要通过综合运用低频纵波相控阵(PA)探头,爬波探头、双晶纵波相控阵(TRL)探头以及超声衍射时差(TOFD)探头,对制作的22个人工缺陷焊缝(共242个不同区域的人工缺陷)进行评价试验,并与RT检测评价结论进行对比分析,以评估该AUT检测工艺对CRA复合材料海底管道环焊缝各个区域缺陷的检出率。     

检测距离对超声波评价激光熔覆层表层缺陷深度的影响研究

基于超声波在介质中的传播理论,在当量法基础上采用超声波对激光熔覆层表层裂纹深度进行定量评价。结果表明:表层裂纹信号幅值随裂纹深度的增大而增大,当裂纹深度达到1.0 mm时,信号幅值基本保持不变。相同深度表层裂纹超声波信号幅值随检测距离增大而减小,并趋于平缓,分析认为激光熔覆层中各向异性树枝晶组织及层间界面导致声波能量衰减是引起上述结果的主要原因。结合上述研究结果,本研究对激光熔覆层组织引起的声波能量衰减进行补偿,进而实现表层裂纹深度定量评价方法的修正,在一定程度上提高了激光熔覆层表层裂纹深度的评价精度。     

加氢反应器凸台堆焊层裂纹的PA超声波检测

通过试验实现了相控阵超声检测技术(PA)在加氢反应器凸台堆焊层裂纹检测中的应用。可测量的最小裂纹高度为2mm(试块)/3mm(工件),裂纹高度测量误差小于1.0mm。该技术适用于多种规格凸台堆焊层裂纹的检测。     

An automated time–frequency approach for ultrasonic monitoring of fastener hole cracks

Angle beam ultrasonic inspection methods are well established for detection and sizing of fatigue cracks originating from fastener holes, and have recently been applied to in situ monitoring of such cracks using permanently attached transducers. Prior work utilizing a dual angle beam method has demonstrated the efficacy of an energy ratio algorithm for detection and sizing of cracks in open holes. This energy ratio is a measure of how much a crack opens under load, and is the ratio of transmitted energy for the specimen under tensile loading to the energy under no load, normalized by the ratio computed for the undamaged hole. Considered here is an extension of this method which utilizes multiple time and frequency windows of the received signals for computing the energy ratio with the goal of achieving the earliest possible detection of cracking. These windows allow different spatial regions to be selectively interrogated, and windows corresponding to the actual crack geometry should be more effective at detecting the crack. An automated algorithm is developed and implemented to permit multiple time–frequency windows to be effectively analyzed without requiring manual interpretation. Results are shown which indicate that cracking in open holes can be detected significantly earlier in the fatiguing process compared to the previously implemented full-window energy ratio method. Integral to the method is the assumption that there is a significant change in crack closure as a function of load.     

Detection of small surface-breaking fatigue cracks in steel using scattering of Rayleigh waves

The long-wavelength (Rayleigh) scattering of a 5 MHz ultrasonic pulse propagating at the surface of a sample under cyclic tensile loading is used to monitor the growth of small surface-breaking cracks. The scattered signals are used to detect the presence of cracks as small as 80 μm in length, in the specimens made of AISI 4130 steel, even in the presence of strong curvature of the surface in the path of the Rayleigh waves. Ultrasonic data is recorded as a function of the number of cycles and compared with crack length measured optically with a microscope. Experiments indicate that the rms amplitude of the scattered signal is proportional to the square of the crack radius measured optically. On specimens with rougher surfaces, ultrasonic detection occurs before optical detection of the cracks. Results also indicate that the short-time Fourier transform (STFT) may be useful to determine whether a single crack (high cycle fatigue) or a distribution of cracks (low cycle fatigue) is present.     

超声振动辅助Ni60WC25粉末激光熔覆技术

采用超声振动辅助的方法,运用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备Ni60WC25的镍基合金粉末熔覆层。研究超声振动辅助作用下Ni60WC25熔覆层的微观组织情况,并与常规的激光熔覆技术进行对比,分析熔覆层微观组织不同的原因。结果表明:在超声振动辅助作用下,熔覆层组织的晶粒变得细小,合金元素分布相对均匀,表面硬度提高。     

加氢反应器法兰密封槽裂纹的检测和定量

通过试验研究,实现衍射时差法(TOFD)超声检测技术在加氢反应器法兰密封槽裂纹检测和定量中的应用。检测灵敏度达到5 mm×1 mm(长度×高度),裂纹高度测量误差0.5 mm。该技术适用于多种规格和材质的法兰密封槽裂纹的检测和定量。     

超高速激光熔覆研究现状及应用

超高速激光熔覆是一种新兴的表面处理技术。介绍超高速激光熔覆技术,综述国内外超高速激光熔覆技术的研究现状,目前研究热点包括熔覆工艺优化、组织性能产生机制以及过程模拟;列举了超高速激光熔覆技术在工业生产中的应用,主要包括替代硬铬电镀对大型液压缸表面进行修复、汽车制动盘涂层的制备以及快速金属增材制造。并基于目前的研究现状和应用对后续发展进行了展望,未来主要的研究热点将聚焦平面及自由曲面的超高速激光熔覆设备的研制、新型熔覆材料的研发、裂纹控制机制的探讨以及超高速激光熔覆技术结合增材制造的进一步研究。     

非线性超声检测方法及应用

为保证构件的安全使用,需要建立可靠的、定量的材料无损评价和表征技术。利用超声波传播的非线性特性,可以解决一些线性超声检测技术难以解决的问题。研究发现,非线性超声检测方法在闭合裂纹检测、粘接结构粘接强度评价、力学性能退化评估等方面显示出了线性超声检测无法比拟的优点。     

超声衍射传播时间法与射线照相法对缺陷检出能力的比较

介绍国外焊缝用超声衍射传播时间法(TOFD)与射线照相法在缺陷检出能力和定量精度方面的比较,最后得出,锅炉、压力容器焊缝(板厚>12.7mm)可用超声TOFD法取代RT检测的结论。