超声波测定表面裂纹深度的试验研究

对于表面裂纹深度的测定,通常采用超声波探伤法和直流电位法。本文主要对目前常用的几种主要超探方法进行研究探讨和比较,确定一种较适宜的方法、以满足在役压力容器安全评定无损检测的需要。     

基于爬波法的奥氏体不锈钢表面开口裂纹测深试验对比研究

爬波是一种在材料表面下传播的压缩波,其对粗晶组织衰减少,因而特别适用于检测奥氏体不锈钢表面缺陷。制作了奥氏体不锈钢表面开口裂纹缺陷模拟试板,通过开展裂纹测深对比试验,分析爬波法对裂纹深度测量的准确性。根据试验结果,爬波法能够对深度为1至10 mm的切槽进行精确测量,测量精度优于端点衍射波法。     

基于超声检测的表面开口裂纹测深试验对比研究

介绍了表面开口裂纹超声测深方法,制作了模拟表面开口裂纹缺陷的人工切槽试板,应用端点衍射法、爬波检测法、衍射时差法、相控阵检测法实施裂纹测深对比试验。根据试验数据和误差分析,对于深度越大的切槽,测量结果较准确;应用爬波能够测量深度为1 mm的切槽,而对于1 mm以上的切槽,应用相控阵检测则能够得到最佳测量精度。     

表面裂纹K1计算方法的研究与评价

在焊接压力容器和工程结构中,表面裂纹无疑是一种重要的缺陷。对压力容器进行缺陷的安全性评定时,表面裂纹断裂分析中应力强度因子计算方法的研究及其评价有重大意义。近二十年来,国内外学者对表面裂纹的断裂和疲劳问题进行了大量的理论和实验研究工作,取得了可喜的重大进展,但是彻底解决这个困难的三维断裂问题,尚有大量工作要作,更不用说是在弹塑性和全域屈服条件下的表面裂纹计算问题。本文将综述并分析近二十年来表面裂纹应力强度固了的二十种计算方法,并用实验数据对各种解的准确性、稳定性、应用范围及工程使用的方便与否等进行综合评价。国外缺陷评定标准中采用的表面裂纹K 1计算法及表面裂纹等K 1换算曲线的依据,也予以一定分析。     

焊接缺陷脆性破坏的评定方法及编制说明(一)

1. 适用范围本规范规定了一般焊接结构钢材的焊接裂纹及裂纹类的平面缺陷的脆性破坏评定方法。当然,对于规范以外的特种材料、条件,若具备了使用该规范的适当资料时,在对这些资料进行适当的考虑后,亦可用该规范所示的基本方法,对缺陷进行评定。 2. 术语定义 (1) 裂纹裂纹及裂纹类的平面缺陷。 (2) 缺陷图象将用各种检查方法所得的缺陷,投影到垂直于强度评定的方向平面上的几何形状。 (3) 穿透缺陷缺陷图象穿透板厚的缺陷。 (4) 表面缺陷缺陷图象显现于表面,没有穿透的缺陷。     

自由边界对表面裂纹及浅埋裂纹的干涉效应

利用线弹性断裂力学对表面裂纹和浅埋裂纹的边界干涉效应进行考察,结果表明,在缺陷失效评定规范中,采用a/t≤0.7和p/a≤0.8来分别作为表面裂纹和浅埋裂纹的再表征指标是合适的,具有一定安全裕量。     

石油钻杆表面裂纹检测技术

石油钻杆表面裂纹是钻杆在使用过程中的主要缺陷形式,这种缺陷有可能严重影响钻杆在使用过程中的安全性,所以必须要采用合适的方法、测量的原理和评价方法对其进行安全评估,在本文中就是研究了石油钻杆中表面裂纹缺陷检测的超声波测量方法,同时细致阐述了所采用的合适的测量方法,采用表面波的传播特性测量钻杆表面的裂纹深度和宽度,利用声弹性系数和传播过程中的速度差反应出裂纹的特性,采用此检测方法对钻杆的裂纹缺陷深度的评价误差在1mm之内,同时介绍了裂纹的评价方法,为超声波在石油钻杆裂纹检测中提供了一种良好的技术支持。     

基于PVDF的拉伸状态下平板结构表面裂纹损伤检测实验研究

针对处于拉伸载荷作用下的平板结构表面裂纹,提出一种利用PVDF(polyvinylidene fluoride)压电薄膜测量结构表面裂纹深度的实验方法.首先,从无限体埋藏裂纹表面法向位移间断的解析解入手,推导结构表面裂纹张开位移和深度之间的关系表达式,并通过三维有限元数值分析对表达式进行验证.其次,将PVDF压电薄膜直接粘贴在表面裂纹上,采用非接触式静电电压表测量薄膜表面因裂纹张开位移产生的感应电压,从而反推出裂纹张开位移量,并进一步根据已建立的关系表达式计算表面裂纹深度.最后制作一个表面半椭圆片状裂纹模型,通过实验对提出的测量方法的可行性及精度进行验证.文中提出的方法目前只能应用于平板结构表面裂纹在均匀拉伸状态下的深度测量,因为该方法的理论基础是基于均匀拉伸载荷作用下的埋藏裂纹表面法向位移问断的解析解,并只对平板结构形式的边界效应系数进行研究.     

基于CCD图像的表面裂纹检测

提出了一种基于CCD图像处理技术的表面裂纹检测方法,采用灰度阈值法对图像进行分割,然后应用数学形态学的方法对图像进行缺陷修补与细化,最后获取表面裂纹的位置和长度,并对裂纹的扩展速率进行了预测。将这种裂纹检测方法运用到裂纹自动检测系统和裂纹扩展行为监测中,不仅可以大大降低劳动时间和劳动强度,而且提高了测量的准确性。     

全尺寸管试样JR阻力曲线测试技术研究（一）—基本原理

本文介绍了全尺寸管试样测定含裂纹管道结构J_R阻力曲线的测试技术。根据形变功定义导出了J积分计算表达式,给出了直流电位法测定裂纹长度的方法;分析了柔度法在测定管道裂纹长度时存在的问题;并用管壁上截取的CT试样测试了国产碳钢管道的J_R阻力曲线。     

表面开口裂纹深度超声测量方法的试验及讨论

本文讨论了用超声测定表面开口裂纹深度的方法。用超声横波和表面波对线切割人工裂纹进行了测量。文章认为,当表面开口裂纹深度大于5毫米时,可用横波端部最大反射波法测量。当裂纹深度在2.5～10毫米之间时,可用表面波绕裂纹传布双探头法(频率1.25兆赫)测量,在人工裂纹试块上测量误差近于1毫米。当表面裂纹深度小于2.5毫米时〔h(深度)<λ(波长)〕有可能使用较低频率(1.25兆赫)超声表面波(单探头或双探头)绘制波幅——深度曲线,并以此来确定表面浅裂纹的深度。     

超声波技术探测疲劳裂纹扩张速率的初步试验

在测定裂纹扩张速率的试验中,对于裂纹长度的测定,有显微镜法、电阻法、划线法、喷镀金属膜栅法和柔度法等等。在这些方法中,有的只能测定试样表面的裂纹长度;有的不能连续测量,有的准确度较差;有的计算复杂,各有一定的局限性。为了探索出一种较好的测量技术,我们对利用超声波技术探测裂纹长度的方法,进行了初步的试验。试验主要是在材质为30Cr2MoV的50毫米紧凑拉伸试样上进行的。试验结果表明:利用一般的超声波探伤     

表面裂纹等K换算曲线研究

本文主要根据文献[1]对表面裂纹自由表面影响系数F的研究,评价和分析了国外缺陷评定标准中的等K换算曲线,在用试验数据对其有效性进行验证的基础上,为我国压力容器缺陷评定方法制定和推荐了等K换算曲线及其表达式。     

表面开口裂纹高度的超声无损测定

介绍了超声端点衍射法在表面开口裂纹高度中测定原理,自行设计了测量方案,试验运用K=1,1．5,2,2．5的探头分别对高度为2,3,5,7,9,11,13,15,17,20mm的裂纹进行了超声测量,结果表明K=1时,具有最高的测量精确度,且随着K值的增大,测量误差呈增大趋势;对于不同高度的裂纹,运用衍射法测量的平均误差波动较小,说明衍射法具有高度选择性,对于高度越大的裂纹,测量越准确。     

基于光栅投影的工件表面缺陷检测方法研究

针对工件厚度与表面缺陷检测精度不足的问题,提出一种基于双投影的光栅投影缺陷检测方法。采用CCD相机采集两个方向上投影到工件表面的云纹图像,利用相移法求解两个方向的云纹图像相位,将两个方向的重建三维轮廓进行融合,实现工件表面缺陷的检测。试验结果证明:工件的厚度测量精度为0.05mm,缺陷测量精度提高到0.1mm。     

疲劳裂纹的工程评定方法

简化和推广疲劳裂纹尺寸通用计算公式，用１１种钢材３３个试样的疲劳裂纹扩展数据进行了检验，其计算值和试验值的误差都在１０％以内，将传统的疲劳评定方法和疲劳裂纹尺寸通用计算公式联合使用，提出了构件疲劳裂纹的分段评定法；对特殊工况提出了监测评定法。提高了计算精度，扩大了评定范围，对构件的安全评定具有重要的实用价值。     

采用过采样和求均值法实现对温度的精确测量

利用过采样和求均值法，在8bit微处理器内嵌12bit ADC，成功实现了16bit ADC的精度，即小数点后2位(25．99℃)的温度测量，和小数点后4位(2．4299V)的直流电压测量。     

[表面强化及损伤机理]基于结构整体性评估程序和失效评定图方法的含裂纹缺陷钢轨安全性评定

为了研究不同工作状态下不同尺寸裂纹的扩展临界条件,通过实验得到了安全性评估过程需要的力学参数和断裂力学参量,采用相互作用积分法计算轮轨接触时含表面裂纹钢轨的裂纹尖端应力强度因子,并通过计算有效净截面应力得到参考应力。采用结构整体性评估程序和失效评定图（SINTAP-FAD）方法,根据0级失效评定曲线对含表面裂纹缺陷钢轨分别在车轮静止状态下与运动状态下进行了安全性评定。结果表明：车速对钢轨表面裂纹状态的影响较大,与车轮静止状态时评价点位于安全区的情况相比,列车运动时的评价点多向不安全区域发展,并造成了裂纹扩展。     

基于结构整体性评估程序和失效评定图方法的含裂纹缺陷钢轨安全性评定

为了研究不同工作状态下不同尺寸裂纹的扩展临界条件,通过实验得到了安全性评估过程需要的力学参数和断裂力学参量,采用相互作用积分法计算轮轨接触时含表面裂纹钢轨的裂纹尖端应力强度因子,并通过计算有效净截面应力得到参考应力。采用结构整体性评估程序和失效评定图(SINTAP-FAD)方法,根据0级失效评定曲线对含表面裂纹缺陷钢轨分别在车轮静止状态下与运动状态下进行了安全性评定。结果表明:车速对钢轨表面裂纹状态的影响较大,与车轮静止状态时评价点位于安全区的情况相比,列车运动时的评价点多向不安全区域发展,并造成了裂纹扩展。     

倾斜裂纹的失效评定图

现有含缺陷结构失效评定规范对倾斜裂纹的处理基于投影法 ,比较粗糙。本文将美国电力研究院 (EPRI)对材料按Ramberg -Osgood规律硬化的含缺陷结构失效评定双判据法的理论阐述推广到一般的硬化材料 ;又根据Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹韧性断裂的研究成果 ,并吸收英国中央电力局(CEGB)R6—Rev3方法的特点 ,提出含倾斜裂纹结构的失效评定图。