基于红外热成像技术的聚乙烯管道裂纹缺陷无损检测

利用ANSYS有限元法模拟了内表面有裂纹缺陷的聚乙烯管在施加热空气时的红外无损检测过程,从而确定了表面温度分布与裂纹缺陷大小和位置之间的关系。为了验证ANSYS模拟管道内表面裂纹缺陷结果的正确性,搭建了空气加热热激励方式的主动红外热成像试验平台。试验结果和模拟结果基本吻合,说明有限元数值计算方法可以作为研究红外热成像技术的一种手段,为聚乙烯管道内部缺陷的红外检测技术提供数值模型。     

城镇燃气聚乙烯管道热熔接头缺陷的检测技术

本文详细介绍了针对城镇燃气聚乙烯管道热熔接头缺陷的非破坏性检测技术,包括外观检测、超声波检测、超声相控阵检测、红外热成像检测、微波扫描法检测、X射线检测等检测技术.     

基于红外热像的供热管道内壁腐蚀诊断及预测研究

为了实现对供热管道内部腐蚀缺陷的精确检测,采用红外热像仪获取腐蚀管道的红外热图像,分析得到腐蚀管道红外热像的温度值数据及温度-频率图像,通过对比分析,得到管道内部腐蚀缺陷的温度变化规律及红外特征。结果表明,通过对管道红外热像成像分析,能够精确诊断管道是否受损及受损位置,管道受损程度与热像图捕捉温度成近似线性关系。研究结果为供热管道内部腐蚀的诊断及预测提供了一种直接有效的新方法。     

超声相控阵技术对聚乙烯管道焊接接头的检测研究

介绍了聚乙烯管道焊接常用的热熔焊接及电熔焊接的工作原理,对焊接过程中常见的缺陷形式进行了总结。另外,着重介绍了超声相控阵技术在聚乙烯焊接接头缺陷检测中的应用,并采用该技术对聚乙烯电熔焊接时常见的电熔夹杂、电熔冷焊、电熔过焊、电熔承插不到位、电熔孔洞及聚乙烯热熔焊接时出现的热熔夹杂、热熔孔洞、热熔未熔合等缺陷进行了表征分析,结果显示,超声相控阵技术可有效对聚乙烯焊接时常见缺陷进行识别,且表征结果具有可追溯性。     

聚乙烯管道热熔对接接头的超声相控阵检测

在研究聚乙烯管道热熔对接接头超声检测中超声波反射规律的基础上,提出对该接头使用超声相控阵检测技术。研制了基于相控阵聚焦和超声实时成像技术的超声自动检测系统,通过液体楔块的声阻抗匹配,克服了聚乙烯材料声衰减严重和检测界面声能损耗对超声检测造成困难的问题。通过制作典型缺陷的聚乙烯接头缺陷试样,进行了可靠性测试和工艺试验,结果表明,提出的超声相控阵检测技术能可靠地检测出聚乙烯热熔对接接头中的典型缺陷。     

聚乙烯管道热熔接头的超声波耦合聚焦检测技术

由于聚乙烯材料的声学特性、热熔接头的结构形状干扰以及未熔合缺陷对超声波响应不灵敏等因素,使热熔接头的超声波检测有效性未得到承认。在大量试验的基础上,提出一种针对聚乙烯管道热熔接头超声检测的方法—耦合聚焦技术。该方法是通过配制一种声速和声阻抗与聚乙烯相匹配的耦合剂,使球形曲晶片聚焦的声束通过耦合剂时产生会聚,在扫查时聚焦区能始终贯穿接头熔合区。通过大量带有典型缺陷试样的对比试验,验证该方法能可靠地检出热熔接头中1mm的体积型缺陷、1mm高的面积型缺陷,满足工程检测的需要。     

埋地聚乙烯管道热熔接头的超声相控阵检测

在分析聚乙烯管道热熔接头常规超声检测工艺的基础上,提出了超声相控阵动态聚焦和S扫查成像技术,对聚乙烯管道热熔接头进行了检测。检测结果验证了该方法的可行性,并对在役埋地聚乙烯管道热熔接头进行了工程检测验证,为超声相控阵技术在埋地聚乙烯管道检测中的推广应用提供了经验。     

核级高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测

针对HDPE(高密度聚乙烯)管道热熔接头超声检测声衰减大,检测信噪比低等问题,通过CIVA仿真软件中的超声模块对厚壁HDPE管道进行声场仿真,研究了探头频率、晶片尺寸和阵元排列对管道热熔接头中声场分布的影响,优化了检测用相控阵超声探头参数。采用优化的探头和检测工艺在含标准反射体和典型缺陷的试件上进行声场仿真和检测试验,结果表明,提出的检测工艺可全部检出■914.4 mm管道中预设的不同深度和类型的典型缺陷,整体检测效果较好。     

焊接缺陷对聚乙烯管道焊接接头强度的影响

聚乙烯燃气管道由于其耐腐蚀、柔性好、施工效率高等优良特性,已逐渐在城镇燃气运输中取代钢制管道,成为主要的输送方式。聚乙烯管道的安装主要采用电熔和热熔焊接方式,存在的主要焊接缺陷有过焊、冷焊、氧化皮未去除、电阻丝错位、孔洞等,文中研究了不同焊接缺陷对聚乙烯焊接接头强度的影响程度及影响机理。采用拉伸、压扁、SEM和EDS测试方法对带有人为缺陷的焊接接头进行分析测试。拉伸、压扁力学性能结果表明,影响聚乙烯管道焊接接头强度的主要缺陷为冷焊、过焊、氧化皮未去除、电阻丝错位,其中氧化皮未去除对接头强度的影响最大,为正常焊接断裂应力的0.4%;SEM和EDS测试结果表明,含有氧化皮的管材分子链易交联、断链,流动性差,热氧老化的硬质斑块和机械划伤阻碍了聚乙烯母材大分子链的扩散,同时在紫外线、光、热等作用下,氧与聚乙烯表面分子链发生反应,形成大量羟基自由基团,使得聚乙烯分子链发生热氧老化和降解,大大降低了聚乙烯接头强度。     

红外检测中的点阵加热方法

红外热像检测中的热激励方式直接影响检测结果。提出了点阵加热热激励方法。采用有限元软件ANSYS,对存在表面裂纹和内部气孔缺陷的试件分别进行点阵加热下的热传导计算,分析温度分布规律。将计算结果与同样缺陷下热波检测的结果进行对比。试验表明,点阵加热不仅能用于检测构件的内部缺陷,同时也能用于发现其表面裂纹缺陷。     

聚乙烯管道电熔焊接缺陷的PAUT与DR检测研究

采用相控阵超声检测技术(PAUT)和数字射线检测技术(DR)对含有不同焊接缺陷的聚乙烯管道电熔焊接接头进行无损检测,通过分析不同焊接缺陷的特征图谱,探讨了PAUT和DR检测聚乙烯管道各类焊接缺陷的优劣性。试验结果表明PAUT对聚乙烯管道电熔焊接存在的工艺缺陷(冷焊、过焊)、孔洞、夹渣和未熔合缺陷都具有较高的缺陷检出率,尤其是针对不同程度的工艺缺陷,具有较高的检测灵敏度,但是对孔洞、夹渣和未熔合等体积型缺陷定性较难;DR对聚乙烯管道电熔焊接存在的孔洞、夹渣、未熔合及过焊缺陷具有较高的缺陷检出率,检测结果直观可靠,但是对冷焊缺陷的检出率较低。     

基于有限元的焊缝缺陷红外热像检测研究

研究用红外热成像法分析和评价焊缝材料内部缺陷的可能性。利用ANSYS Workbench建立金属焊缝气孔缺陷的红外热像检测瞬态热分析有限元模型,通过分别施加脉冲激励热载荷、不同频率的周期热载荷,模拟脉冲热成像和锁相热成像两种方法用的热源。针对焊缝缺陷深度评估精度,将脉冲热成像与锁相热成像两种方法进行对比研究。记录缺陷表面的温度场响应,并釆用傅立叶变换对仿真数据进行处理,求得不同深度缺陷的相位差,运用多项式拟合方法求得相位差与焊缝缺陷深度之间的定量关系。从结果总结出不同深度范围内焊缝缺陷检测的热源激励方式以及频率参数的选取,达到了较为满意的预测精度,为工程检测中焊缝缺陷热像检测的参数优化提供了参考,减少了参数重复设置而导致的时间浪费。     

聚乙烯管热熔对接焊缝超声检测实验研究

PE管作为燃气运输管道已得到越来越广泛的应用,但PE管热熔焊对接接头的内部质量仍然没有找到可靠的无损检测方法。提出超声无损检测方法对焊接接头进行检测,首先分析了超声检测原理,然后设计和制备含缺陷的PE管焊接接头试块,通过建立实验测试系统,选择和标定测试参数,选用2 MHz纵波对试样进行超声检测,衰减系数约为0.633 d B/mm,实际K值约为0.94。检测结果表明,采用超声纵波倾斜入射的方式对焊接接头内部缺陷有很好检测灵敏度,可以获得缺陷位置,误差约为1~2 mm,可以满足工程需要,但是对于缺陷的定量还需要做进一步研究。     

燃气用聚乙烯管道热熔焊接头的破坏性检验技术

介绍了燃气用聚乙烯(以下简称PE)管道热熔焊接接头质量检测方法的分类,对拉伸试验、静液压试验、弯曲试验和拉伸蠕变试验4种破坏性检验技术的试件取样、试验方法以及试验结果的评定,为PE管道热熔焊接工艺的制订提供可靠的依据,同时确保了焊接接头的质量。     

聚乙烯管夹杂焊接缺陷的超声波检测

为保证聚乙烯管道热熔焊接质量,对焊接面的不同夹杂缺陷进行了超声波无损检测研究。采用与管道弧形面接触的低频率探头,在切除管道焊缝内外翻边后,对不同夹杂缺陷进行检测和分析。结果表明,超声波检测方法能检测出聚乙烯管道热熔焊接的各种夹杂缺陷,并能有效地定位和定量。     

激光扫描热波无损检测技术在航空发动机涂层中的应用

涂层技术在航空发动机中的应用越来越广泛,介绍了一种基于红外热波成像技术的无损检测方法,该方法采用激光扫描作为热激励源,通过红外热像仪采集红外图像序列并进行分析,从而得到检测结果。将其应用于航空发动机涂层内部缺陷的检测中,结果表明,其能快速检测出涂层的分层缺陷,并对较小缺陷具有一定的检测能力。最后,采用金相技术对试件进行解剖分析,验证了激光扫描热波无损检测的结果,表明该技术可对航空发动机涂层缺陷进行可靠地检测。     

核电厂厚壁高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测

分析了核电厂厚壁高密度聚乙烯管道热熔接头体积检查的主要难点.基于对高密度聚乙烯材料的声学性能和相控阵超声声场的建模分析,定制了自聚焦相控阵超声探头和特殊结构相控阵水楔块,有效解决了壁厚大于90 mm的高密度聚乙烯热熔接头的超声检测问题.通过对国内某核电站厂用水系统32英寸高密度聚乙烯管道的现场检测,验证了该检测技术的有...     

超声红外热像技术检测激光焊缝质量

超声红外热像技术是一种新兴的无损检测技术。使用超声作为热激励源,可以实现对缺陷部位选择性热激励,同时用红外热像仪捕捉材料表面温度变化。介绍了超声红外热像技术的基本原理,对两类激光焊接试件进行了检测。试验结果可用以分析激光功率和焊接速度对焊接质量的影响。     

聚乙烯电熔接头冷焊缺陷的超声检测方法

聚乙烯管道广泛应用于城市燃气输送。冷焊是聚乙烯管道接头最危险的缺陷之一,也是现有无损检测方法难以发现的一类缺陷。文中在电熔焊接接头检测中首次发现聚乙烯电熔接头内部存在一条由微小气泡造成的特征线,特征线与电阻丝之间的距离与冷焊程度有明确的对应关系。在此基础上,提出一种全新的冷焊缺陷超声检测方法,即先利用相控阵超声检测系统测量特征线和电阻丝间的距离,再利用经验公式评估冷焊程度。结果表明,所提方法判断冷焊具有足够的精度,可以应用于聚乙烯管道焊接工艺研究和接头质量检测。     

奥氏体不锈钢管道焊接热裂纹缺陷模拟方法

基于笔者先期对服役奥氏体不锈钢管道对接接头热裂纹缺陷特性的研究结论,对具有一定程度热裂倾向的焊条配制、试验设计、热裂纹缺陷在焊接试件中的预制及热裂纹的检验和验证等方面进行了系统性研究,论述了奥氏体不锈钢管道对接接头热裂纹缺陷的模拟方法.