基于神经网络方法的应力腐蚀裂纹定量重构

应力腐蚀裂纹(SCC)主要沿着晶界进展,具有类似于树枝分叉的复杂微观结构,其无损定量检测难度较大。基于应力腐蚀裂纹的简化模型和神经网络,提出了一种SCC定量重构方案。主要思路包括将SCC等效为导电率不为零的半椭圆裂纹,采用涡流饼式探头检测信号作为重构源信号,利用FEM-BEM混合法程序计算教师信号,针对所选神经网络提出相应的裂纹参数化方法。最后利用提出的重构方法对模拟SCC进行了定量重构试验。结果表明,所提出的基于主成分分析和神经网络的方法可用于应力腐蚀裂纹的定量重构。     

应力腐蚀裂纹试验研究

通过对聚合釜应力腐蚀裂纹附近材质的硬度、金相组织进行试验制定等方法，指出了压力容器应力腐蚀的特征及产生的原因。     

应力腐蚀机理和基于FEM的应力腐蚀裂纹扩展模拟技术的研究进展

本研究总结了应力腐蚀研究的5个经典理论:活性通路理论、钝化膜破坏理论、氢脆理论、腐蚀产物楔入模型和环境破裂三阶段理论。详细介绍了最为广泛接受的钝化膜破坏理论,在此基础上,从单一参数计算和应力腐蚀裂纹扩展模拟两个方面着重介绍了基于有限元方法对应力腐蚀裂纹扩展的研究方法和技术,单一参数计算可以满足获取应力腐蚀裂纹扩展预测模型关键参数,但是将裂纹尖端认为是一个点的假设存在不合理,应力腐蚀裂纹扩展模拟可以将载荷和环境因素综合考虑在内,但还仍然不能仿真出裂纹微观扩展现象。研究结合实践总结提出了应力腐蚀裂纹扩展模拟的工程技术方法,讨论了有限元技术在应力腐蚀研究方面不能实现微观物理过程、时间相关性等存在的问题,指出了基于应力腐蚀时间相关性的应力腐蚀裂纹扩展模拟研究是应力腐蚀破坏预防及预测研究工作的重点。     

黄铜应力腐蚀裂纹与应力分量的关系SCIEI

利用黄铜Ⅱ型和Ⅲ型试样研究了应力腐蚀裂纹形核位置和扩展方向与应力分量的关系。结果表明,裂纹在最大正应力处形核,扩展方向与最大正应力相垂直.在Ⅲ型试样中,氨浓度对裂纹扩展形态有影响,氨浓度较高时,由于均匀腐蚀的作用,在45°面上的裂纹很不明显;在氨浓度较低时,则可看到沿试样圆周有许多45°面裂纹,裂纹间隔在10—150μm之间,而在具有最大剪应力的扭转面上则没有裂纹形成。     

基于试验的应力腐蚀裂纹临界值研究

某飞行学院Cessna172R机群短时间内出现18起燃油导管固定螺帽裂纹故障,对机队飞行安全构成较大威胁。本文根据螺帽材质化学成分、使用环境及裂纹特征,确定了裂纹属于应力腐蚀裂纹(SCC)。同时基于试验验证结果,估算出在成都周边大气环境下,可能导致该型螺帽出现应力腐蚀致裂纹的临界力矩值范围,由此确定了拧紧力矩值和维护措施。研究成果成功消除了燃油导管螺帽裂纹故障,保证了飞行安全。     

蒸发器应力腐蚀裂纹的防治

针对１１、００ｍ＾２自然循环蒸发器在试生产过程中暴露出来的应力腐蚀－碱脆现象，结合蒸发器大修提出合理选用材料，提高焊接质量，采用清除应力奶火和涂层隔离碱液等措施的施工方案，经过近三年实践的证明，碱脆现象基本得以控制和消除，并收到了明显的效果，不仅人理论上，而且从实践上也证明了碱脆是应力腐蚀协同作用下产生的，通过一系列的防治措施，防治是很有希望的。     

基于神经网络和涡流检测的自然裂纹形状重构

基于涡流检测的裂纹形状重构在压力容器和热交换管道等关键设备结构的无损评价中越来越重要。从裂纹产生机理出发,对裂纹进行了分类并分析了自然裂纹与人工裂纹的区别。采用神经网络方法对自然裂纹形状进行了重构。重构结果表明该方法具有快速、精确的优点。同时讨论了该方法的不足并提出了解决思路。     

小口径薄壁管内壁应力腐蚀裂纹的超声波检测

保定热电厂l~#、2~#、3~#双气鼓自然循环煤粉炉系前东德赫恒士尔姆锅炉厂制造,型号均为EKM—200。每台炉有下降管再循环管144根,规格φ70mm×4.5mm,材质st45.8管内介质温度319C,压力约10.98MPa。1983年2~#炉大修后校验安全门时,下联箱一根再循环管在30°弯头处发生爆破。经分析为内壁应力腐蚀裂纹所致。由于再循环管布置在炉膛外部,对人身及设备危害极大。为消除设备隐患,在河北省电研所金属室指导下,我们对再循环管弯头进行了超声检测方法的实验研究。     

在役飞机蒙皮夹层腐蚀涡流检测

涡流检测是对金属多层结构内层腐蚀检测的首选方法。为解决检测在役飞机蒙皮多层结构夹层腐蚀问题,采用了低频涡流检测方法。综合上层下底面和下层上表面腐蚀的信号幅度、相位分离度各方面因素,选取了最佳频率,制作了专用的涡流探头,运用阻抗分析图中相位和幅度的变化,有效区分了不同层的腐蚀缺陷。试验结果与理论分析相吻合,成功地解决了飞机大修蒙皮夹层腐蚀检测问题。     

基于数值模拟计算的腐蚀防护状态评估方法

针对深水铺管起重船提出了一种基于数值模拟计算的腐蚀防护状态评估方法。该方法首先利用数值模拟计算形成腐蚀防护状态评估矩阵,然后用水下结构外表面监测点的电位以及腐蚀防护状态评估矩阵对水下结构整体腐蚀防护状态进行评估,并通过三维可视化方法显示保护电位分布云图;在试验室条件下通过缩比模型试验对此方法进行了验证。结果表明:基于数值模拟计算的腐蚀防护状态评估方法可以准确评估水下结构外表面的腐蚀防护状态;同时可以通过三维保护电位分布云图直观地显示半潜铺管船腐蚀防护的薄弱区域。     

Numerical modeling of general cracks from the viewpoint of eddy current simulations

This study discusses numerical modeling of fatigue and stress corrosion cracking in eddy current simulations. Ten fatigue crack specimens and another 10 stress corrosion crack specimens are prepared for this purpose. The specimens are made of type 316 stainless steel and measure 10 mm in thickness for a general evaluation of the model. Eddy current inspections of the specimens are performed using a differential type plus point probe; the specimens then undergo destructive tests to confirm the true profiles of the cracks. Subsequent numerical simulations are conducted to evaluate the equivalent conductivity and width of the cracks. The simulations demonstrate that a fatigue crack can be modeled as a non-conductive region, and it is not necessary to know exactly how wide the opening of a fatigue crack is. They also revealed, in contrast, that stress corrosion cracking needs to be modeled as a conductive region with a certain width.     

分流塔套筒焊缝应力腐蚀开裂分析

通过对断口形貌的金相、SEM、XRD检测分析，确定了Q235、TZ33钢制套筒焊缝处出现的裂纹为应力腐蚀裂纹。焊缝开裂的主要介质因素是CO2，在100～110℃的使用温度下CO2浓度偏高，以及焊后残余应力和工作应力的叠加，促进了应力腐蚀开裂。并根据分析结果提出了套筒制造工艺的改进措施。     

含钛18-8钢管循环水应力腐蚀裂纹分析

针对含钛的18-8输送氨气管产生的应力腐蚀裂纹,采用光学显微镜观察其显微组织,并用直读光谱仪和透射电子显微镜对材料的成分和水垢进行了分析,证实了产生应力腐蚀裂纹的原因.并提出了提高使用寿命的措施.     

脱硫系统塔底重沸器壳体应力腐蚀开裂分析

采用化学成分、金相组织、断口形貌及腐蚀产物的能谱分析等方法分析了脱硫系统塔底重沸器产生裂纹的原因.结果表明,重沸器断口较平整,母材、焊缝的化学成分和金相组织正常,断口表面呈现沿晶开裂现象,部分区域还存在树枝状二次裂纹,开裂的原因是由于长期在富含H2S环境中及焊缝附近有较高的焊接残余应力,并提出了相应的防护和改进的措施.     

管材涡流探伤最佳频率数值模拟与试验验证

目前广泛采用的确定涡流探伤频率的方法主要是特征频率法和试验法,两种方法得出的频率通常不是最佳频率。采用ANSYS数值计算方法对人工标准缺陷的信号进行数值模拟,从而找出对内外壁缺陷信号的幅度都比较大,并且内外壁缺陷信号的相位差接近极大的激励频率。经过试验验证,计算结果与试验结果完全符合。结论认为,用ANSYS信号模拟方法可以找出最佳的激励频率,既能兼顾内外壁缺陷的检测灵敏度,又能从相位上区分内外壁缺陷的激励频率。     

应力腐蚀裂纹的超声检测和定量——相控阵超声（PAUT）技术应用案例

介绍欧美国家用相控阵超声（PAUT）对应力腐蚀裂纹进行检测和定量的案例。检测和定量的应力腐蚀裂纹,高为3mm～15mm,存在于下列工件中：壁厚9mm的焊缝、螺栓（裂纹深度位置分别为22ram和59mm）、汽轮机叶片根部、转子轮缘叶根槽。另外,也应用于应力氢致裂纹的检测,对其作了测高评定。还与断口试验结果作了对比。PAUT对裂纹的测高精确度,能控制在±1mm,有测定值偏小的倾向。最后,提出有关优化测量应力腐蚀裂纹端部分支状态的PAuT参数的建议。介绍国外PAUT应用案例的目的,为国内特别是承压设备行业如何参照ASME法规最新版（2011a）积极推广应用PAuT提供有用借鉴。