本文關(guān)鍵詞：不銹鋼堆焊層結(jié)構(gòu)超聲TOFD檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 堆焊層 TOFD 參數(shù)優(yōu)化 缺陷定量 誤差分析

【摘要】：奧氏體不銹鋼堆焊層結(jié)構(gòu)以其優(yōu)良的耐熱、耐蝕、耐磨等性能在核電、化工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,由于其內(nèi)部容易產(chǎn)生裂紋等缺陷,因此需要使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。超聲衍射時(shí)差法(Time of Flight Diffraction, TOFD)基于惠更斯原理,通過(guò)計(jì)算超聲波在缺陷上下尖端發(fā)生衍射時(shí)聲波傳播時(shí)間差來(lái)對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè),此方法定量精度高,對(duì)線型和面積型缺陷較敏感,檢測(cè)與缺陷取向無(wú)關(guān)。針對(duì)奧氏體不銹鋼堆焊層結(jié)構(gòu)超聲TOFD檢測(cè)過(guò)程中衰減系數(shù)較大、信噪比較低等特點(diǎn),提出通過(guò)參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)對(duì)堆焊層結(jié)構(gòu)缺陷的準(zhǔn)確定位及定量。研究對(duì)象為帶有奧氏體不銹鋼堆焊層的合金鋼試塊。其中,合金鋼母材厚度范圍55.0mm～60.0mm;堆焊層材料厚度范圍10.0mm～15.0mm。主要采用實(shí)驗(yàn)方法,圍繞探頭頻率、晶片尺寸、探頭角度和探頭中心間距等參數(shù)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究,主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)首先對(duì)堆焊層試樣進(jìn)行金相分析,并測(cè)量其聲速、衰減系數(shù)等參數(shù)。結(jié)果表明,奧氏體不銹鋼堆焊層組織晶粒尺寸范圍為幾十至幾百微米。平均衰減系數(shù)0.17dB/mm～0.22dB/mm,平均聲速5804m/s～5906m/s。(2)探頭頻率主要影響檢測(cè)分辨率,增大探頭頻率,發(fā)射脈沖寬度變窄,檢測(cè)分辨率提高,但衰減增大。探頭角度主要影響表面盲區(qū),增大探頭角度,聲束覆蓋范圍增大,上表面盲區(qū)減小,但由于探頭角度過(guò)大時(shí),衍射波幅值較低,因此為減小上表面盲區(qū),選擇70°楔塊較合適。晶片尺寸主要影響聲束擴(kuò)散角,初次掃查時(shí),為獲得較大的聲束覆蓋范圍,應(yīng)選擇較小晶片尺寸。探頭中心間距主要影響聲束分辨力,增大探頭中心間距,聲束覆蓋范圍增大,聲束分辨力降低。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)使用頻率為2.25MHz～5MHz,角度為45°-60°,晶片尺寸為3mm～10mm的探頭,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)堆焊層與母材界面和堆焊層內(nèi)橫通孔缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)。(3)在檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化基礎(chǔ)上,使用直接定量、頻譜分析、-6dB等方法,分別對(duì)母材中深度3.0mm表面開(kāi)口槽缺陷；母材中深度10.0mm、20.0mm、30.0mm、40.0mm 及50.0mmm橫通孔缺陷；堆焊層中深度60.0mmm和65.0mmm橫通孔缺陷進(jìn)行定量研究。結(jié)果表明,深度定量絕對(duì)誤差小于±1.0mm,相對(duì)誤差小于4%；高度定量絕對(duì)誤差小于±0.2mmm,相對(duì)誤差小于10%；長(zhǎng)度定量絕對(duì)誤差小于±1.0mm,相對(duì)誤差小于5%。(4)從參數(shù)設(shè)置和人員操作等方面對(duì)產(chǎn)生定量誤差的原因進(jìn)行了定量分析。
【關(guān)鍵詞】：堆焊層 TOFD 參數(shù)優(yōu)化 缺陷定量 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG441.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 不銹鋼堆焊層結(jié)構(gòu)常規(guī)超聲檢測(cè)研究9-12
• 1.2.1 檢測(cè)方法10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 超聲TOFD檢測(cè)技術(shù)12-16
• 1.3.1 超聲TOFD技術(shù)特點(diǎn)12-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 不銹鋼堆焊層結(jié)構(gòu)超聲TOFD檢測(cè)研究16-20
• 1.4.1 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4.2 堆焊層結(jié)構(gòu)檢測(cè)難點(diǎn)分析19-20
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 2 超聲TOFD技術(shù)基本理論21-27
• 2.1 超聲TOFD檢測(cè)原理21-23
• 2.1.1 超聲波衍射原理21
• 2.1.2 超聲TOFD基本原理21-23
• 2.2 缺陷定位模型23-24
• 2.3 圖像顯示及掃查方式24-27
• 2.3.1 超聲TOFD圖像顯示24-25
• 2.3.2 超聲TOFD掃查方式25-27
• 3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及試塊27-32
• 3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)27-29
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器27
• 3.1.2 探頭及配件27-29
• 3.2 對(duì)比試塊設(shè)計(jì)與制作29-32
• 3.2.1 試塊設(shè)計(jì)加工原則29-30
• 3.2.2 對(duì)比試塊設(shè)計(jì)信息30-32
• 4 不銹鋼堆焊層結(jié)構(gòu)試塊分析32-38
• 4.1 金相分析32-37
• 4.2 聲學(xué)參數(shù)測(cè)量37-38
• 5 超聲TOFD檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化38-46
• 5.1 探頭頻率38-39
• 5.2 探頭角度39-41
• 5.3 晶片尺寸41-42
• 5.4 探頭中心間距42-44
• 5.5 參數(shù)優(yōu)化小結(jié)44-46
• 6 堆焊層對(duì)比試塊定量結(jié)果及誤差分析46-66
• 6.1 缺陷定量方法簡(jiǎn)介46-49
• 6.1.1 缺陷高度定量方法46-47
• 6.1.2 缺陷長(zhǎng)度定量方法47-49
• 6.2 定量結(jié)果及誤差49-62
• 6.2.1 軸向?qū)Ρ仍噳K49-56
• 6.2.2 周向?qū)Ρ仍噳K56-62
• 6.3 誤差分析62-66
• 6.3.1 探頭中心間距大小62-63
• 6.3.2 探頭中心與缺陷相對(duì)位置63-64
• 6.3.3 其它原因64-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 附錄A 軸向?qū)Ρ仍噳K單獨(dú)聚焦D掃結(jié)果70-73
• 附錄B 周向?qū)Ρ仍噳K單獨(dú)聚焦掃查結(jié)果73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表論文情況76-77
• 致謝77-78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 剛鐵;遲大釗;袁媛;;基于合成孔徑聚焦的超聲TOFD檢測(cè)技術(shù)及圖像增強(qiáng)[J];焊接學(xué)報(bào);2006年10期

2 柯常波;陳鐵群;謝寶忠;戴光智;;埋藏裂紋高度的超聲無(wú)損測(cè)定[J];壓力容器;2006年09期

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本文編號(hào)：657619