燃气用聚乙烯管道热熔接头冷焊缺陷检测

文章介绍PE管道热熔接头制作过程、总结不同标准和研究机构对其失效模式的认定,以接头质量评价方法的不同,提炼了热熔接头X射线检测技术的研究情况。本文利用一种PE专用X射线机,在一定的工艺条件下实现了冷焊缺陷的检测,并和微波检测结果做对比研究,结果基本吻合,结论表明两种检测技术对冷焊缺陷都有一定的检出能力。     

基于持续激励红外热像技术的聚乙烯管热熔接头缺陷检测

针对热熔连接聚乙烯管道的接头结构特点和材料热特性,建立了聚乙烯管道热熔接头内部缺陷的红外检测模型,首次提出了基于持续激励双面透射检测的聚乙烯管红外热像检测方法. 采用有限元模拟和试验研究相结合的方法,对聚乙烯管热熔接头内部孔洞缺陷进行检测对比,验证了检测方法和研究手段的可行性和有效性,得到了孔洞缺陷的红外识别方法. 结果表明,试验和模拟获得的接头外表面温度随时间变化的趋势基本一致,缺陷热像图形基本相同,缺陷检测特征参数指标良好;从红外检测热像序列图中可以清晰地识别出缺陷位置和相对大小,持续激励红外热像透射检测法可作为一种对聚乙烯管进行无损检测评价和健康监测的新型方法.     

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。     

聚乙烯管材热熔对接焊接接头无损检测技术进展

对聚乙烯管材热熔对接焊接接头的无损检测技术进展进行了综述,重点介绍了聚乙烯管材热熔焊接接头品质评价的目测法、超声波探伤法、微波扫描法、X射线照相法,并对聚乙烯无损检测技术的应用前景进行了展望。     

聚乙烯管(PE)热熔接头超声波检测问题分析

经研究得知,聚乙烯(PE)管道热熔熔接接头中严重的危害性缺陷是"未充分熔合",这种缺陷具有"透声"的声学性能.本文依据横通孔、矩形槽、V形槽等规则反射体与"未充分熔合"缺陷声学性能的比较,对利用A型超声波、TOFD、超声相控阵等检测设备检测聚乙烯(PE)管道热熔熔接接头存在的问题进行了分析.     

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...     

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。     

聚乙烯管道电熔接头超声检测

由于聚乙烯材料超声波衰减系数大,以及电熔接头中金属丝信号对检测的干扰,使得传统的超声检测方法并不能有效地检出聚乙烯电熔接头中的各类缺陷。采用超声相控阵动态聚焦,结合B扫查成像技术,可以解决上述难题。将超声检测图像与接头实剖图进行对比,证明该方法能可靠地检出聚乙烯电熔接头中的各类缺陷,并在聚乙烯管道安装工程的实践检测中得到进一步验证。     

PE管道热熔对接接头的TOFD检测

研究了PE管材热熔对接接头的超声衍射时差法检测工艺特性,对人工缺陷试样及现场实际缺陷进行检测,验证了该工艺的可靠性。结果表明,超声衍射时差法技术能够可靠地检测出PE管材热熔对接接头中的典型缺陷。     

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。     

聚乙烯管道热熔对接焊接头冷拉伸性能研究

聚乙烯管道材料由于与金属管道材料质点间结合键构成不同,因此二者在力学性能上差异很大。冷拉伸性能是聚乙烯材料独有的特性。对聚乙烯冷拉伸现象进行了分析,通过试验发现聚乙烯管道热熔对接焊接头的拉伸强度要优于母材,母材颈缩出现“冷拉伸”现象。断口分析发现断口存在银纹,银纹的形成增加了聚合物的韧性,为此可通过断口白色区域的大小来初步判断聚乙烯管道热熔焊的接头质量。     

聚乙烯管道焊接接头超声波检测中的动态滤波器设计

使用了超声相控阵技术及B扫描实时成像对各种聚乙烯管道焊接接头进行检测。超声相控阵检测系统中的接收动态滤波器模块对超声成像的图像分辨率和探测深度等指标有着较大的影响。进行了动态滤波器的设计,并且运用到聚乙烯管道接头检测的工程实践中。     

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。     

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。     

塑料热熔焊接接头的超声波检测

采用对比试块对三种塑料的声学特性进行试验,测出各自的纵波声速和衰减值。采用研制的纵波斜角探头进行探头K值和前沿测定,取得较高精度。通过模拟试块检测试验,发现缺陷定位准确,测长精度较好。检测热熔焊接接头时,优先选用直射纵波法,当壁厚较薄受检测条件限制时,也可采用一次反射波进行检测。     

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。     

高密度聚乙烯管道对接接头断裂参量统计分布

以裂纹张开位移(crack opening displacement)特征值参量为基础,对国内燃气工业中应用日益普及的高密度聚乙烯(HDPE)管道热熔对接接头的抗开裂特性参量的分散性及统计分布进行了研究.结果表明,HDPE热熔对接接头在低温下,其抗开裂参量饱和启裂COD值具有一定的分散性.对其进行拟合统计检验结果表明,三参数威布尔分布为其最佳拟合分布.并且,随着温度的降低,抗开裂参量的数据的分散性变小.     

聚乙烯电熔接头的超声波检测

聚乙烯(PE)管道广泛应用于城市燃气输送.接头焊接质量直接影响接头的力学性能.笔者在电熔焊接接头检测中首次发现接头内部存在一条由微小气泡造成的特征线,此特征线与电阻丝之间的距离与接头的焊接程度有明确的对应关系.在此基础上,提出一种全新的接头焊接超声检测表征方法.试验表明,该方法可以有效应用于聚乙烯管道焊接工艺研究和接头冷焊和过焊的质量检测.     

聚乙烯管道电熔接头焊接过程温度场分析

电熔焊接是聚乙烯燃气管道常用的连接技术之一.电熔焊接过程的温度场分布对接头的强度和寿命有着重要的影响.文中建立了聚乙烯管道电熔焊接接头的一维非稳态整体传热模型,综合考虑聚乙烯比热容、密度和热导率的温度非线性,电阻丝与聚乙烯的热导率以及实时输入功率随温度变化对温度场的影响.结果表明,利用文中的方法可以准确地预测电熔焊接过程的温度场,跟踪焊接功率的实时变化情况.     

高密度聚乙烯燃气管材及其对接接头力学行为的研究

对高密度聚乙烯管材及其对接接头在不同温度下的基本力学行为进行了测试。试验结果发现随着试验温度的降低，HDPE以及对接接头的强度逐渐提高，最大断裂伸长率(应变)则逐渐下降。而且其断裂形式也有相应的变化，并且对于整个管件而言，对接接头及其附近区域仍可能是易发生断裂的薄弱环节。该结果对高密度聚乙烯管材进行其它方面的深入研究具有深远的意义。