本文關(guān)鍵詞：小口徑奧氏體不銹鋼管對接焊縫的超聲檢測技術(shù)研究

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【摘要】：小口徑奧氏體不銹鋼管廣泛應用于石油化工、核電等行業(yè),其焊縫組織不均勻、薄壁、大曲率的特點使得超聲檢測成為一項技術(shù)性難題,因此研究一種小口徑奧氏體不銹鋼管對接焊縫的超聲檢測技術(shù),來提高缺陷檢測能力顯得十分必要。為了改善奧氏體不銹鋼焊縫的超聲檢測效果,提高靈敏度和信噪比,在理論分析的基礎上,提出了一種新的檢測方法——采用臨界縱波對小口徑奧氏體不銹鋼管對接焊縫進行檢測。首先,制備了奧氏體鋼和碳鋼的不同焊接方法的三種管子試樣,通過金相分析和超聲檢測研究了奧氏體焊縫顯微組織對超聲檢測的影響。為了驗證這一檢測方法的可行性,研制開發(fā)了窄脈沖雙晶臨界縱波探頭,并對該探頭進行了頻譜特性測試,綜合測試了探頭的聲學性能。設計制作了符合本課題檢測需求的校準試塊、對比試塊和缺陷模擬試樣。利用研制的臨界縱波探頭在校準試塊上的測試,詳細研究了探頭的性能和聲場特性。測試了臨界縱波探頭在對比試塊上對各種人工缺陷的檢測效果,并進一步對缺陷模擬試樣進行檢測,通過與射線檢測的結(jié)果進行對比,分析了臨界縱波探頭的檢測效果。試驗結(jié)果表明,奧氏體焊縫的粗晶特性對超聲檢測有一定的影響,利用研制的雙晶臨界縱波探頭能夠減小粗晶的影響,可以實現(xiàn)對小口徑奧氏體不銹鋼管對接焊縫的檢測,提高了檢測的準確性和檢出率,且提高了檢測靈敏度和信噪比。
【關(guān)鍵詞】：超聲檢測 奧氏體不銹鋼 對接焊縫 小口徑
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG441.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 奧氏體不銹鋼焊縫的焊接缺陷及危害11-13
• 1.2.1 對接焊縫中缺陷的形成11
• 1.2.2 對接焊縫焊接缺陷形態(tài)分析11-13
• 1.2.3 對接焊縫缺陷危害性分析13
• 1.3 奧氏體不銹鋼焊縫的超聲無損檢測13-15
• 1.4 奧氏體不銹鋼焊縫超聲檢測的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.1 專用探頭的研制16-17
• 1.4.2 信號處理技術(shù)的應用17
• 1.4.3 超聲檢測的計算機模擬17
• 1.5 當前研究中存在的問題17-18
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 鋼管對接焊縫的超聲波檢測原理19-26
• 2.1 超聲波檢測的物理基礎19-22
• 2.1.1 超聲波的產(chǎn)生19-20
• 2.1.2 超聲波聲場20-21
• 2.1.3 超聲波反射、折射定律21-22
• 2.2 鋼管對接焊縫的超聲檢測方法22-23
• 2.3 奧氏體不銹鋼管對接焊縫的超聲檢測方法23-25
• 2.4 本章小節(jié)25-26
• 第3章 奧氏體不銹鋼焊縫的超聲波傳播特性研究26-37
• 3.1 奧氏體焊縫粗晶成因26-27
• 3.2 奧氏體焊縫對超聲波傳播的影響27-29
• 3.2.1 聲速各向異性27
• 3.2.2 超聲波束偏向27-28
• 3.2.3 超聲波傳播路徑解析28-29
• 3.3 奧氏體焊縫中的超聲波衰減29-32
• 3.3.1 聲能衰減的原因29-30
• 3.3.2 奧氏體焊縫中超聲波衰減規(guī)律30-32
• 3.4 奧氏體焊縫顯微組織對超聲檢測影響的實驗研究32-36
• 3.4.1 試樣制備與試驗研究方法32-33
• 3.4.2 組織狀態(tài)金相分析33-34
• 3.4.3 超聲檢測影響分析34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 雙晶臨界縱波探頭的研制37-50
• 4.1 臨界縱波探頭探傷的理論依據(jù)37-39
• 4.1.1 各向異性材料中的線彈性波37
• 4.1.2 臨界折射縱波的產(chǎn)生37-38
• 4.1.3 臨界折射縱波的特性38-39
• 4.2 雙晶臨界縱波探頭的設計39-47
• 4.2.1 雙晶探頭的聲場參數(shù)39-40
• 4.2.2 雙晶臨界縱波探頭的幾何參數(shù)40-43
• 4.2.3 窄脈沖的獲得43-44
• 4.2.4 雙晶臨界縱波探頭的要素選擇44-47
• 4.3 雙晶臨界縱波探頭頻譜特性測試47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 試塊及試樣的設計制作50-55
• 5.1 校準試塊的設計與制作50-51
• 5.2 對比試塊的設計與制作51-53
• 5.2.1 對比試塊設計51-52
• 5.2.2 對比試塊制作52-53
• 5.3 缺陷模擬試樣的設計與制作53-54
• 5.3.1 模擬試樣設計53-54
• 5.3.2 模擬試樣制作54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第6章 奧氏體焊縫超聲檢測技術(shù)的實驗研究55-72
• 6.1 實驗用器材55-57
• 6.1.1 實驗用超聲波探傷儀55-56
• 6.1.2 實驗用超聲波探傷試塊56
• 6.1.3 實驗用超聲波探頭56-57
• 6.2 專用探頭基本性能測試57-65
• 6.2.1 探頭前沿L_0的測量57
• 6.2.2 探頭主縱波K值的測量57-58
• 6.2.3 探頭橫波K值的測量58-60
• 6.2.4 探頭中主縱波聲束交匯區(qū)大小60-62
• 6.2.5 探頭中主縱波聲束與橫波聲束能量的比較62-63
• 6.2.6 探頭中爬波分量的測試63-65
• 6.3 對比試塊的測試與結(jié)果分析65-68
• 6.3.1 對比試塊人工缺陷的測試65-68
• 6.3.2 人工缺陷的測試結(jié)果分析68
• 6.4 缺陷模擬試樣的測試與結(jié)果分析68-71
• 6.4.1 缺陷模擬試樣的測試68-71
• 6.4.2 自然缺陷的測試結(jié)果分析71
• 6.5 本章小結(jié)71-72
• 第7章 總結(jié)和展望72-74
• 7.1 工作總結(jié)72-73
• 7.2 工作展望73-74
• 參考文獻74-77
• 致謝77

【參考文獻】

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本文編號：929104