奧氏體不銹鋼主管道是壓水堆核電站的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),其安全性備受關(guān)注。主管道連接采用窄間隙自動(dòng)焊技術(shù),焊接過(guò)程中電弧軸向與焊縫側(cè)壁夾角小,易形成側(cè)壁未熔合。側(cè)壁未熔合危害性較大,因此必須對(duì)其實(shí)施無(wú)損檢測(cè)。相控陣超聲檢測(cè)(Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT)技術(shù)對(duì)核電主管道奧氏體不銹鋼窄間隙焊縫(Narrow Gap Weld of Austenitic Stainless Steel,NGWASS)進(jìn)行檢測(cè)具有一定優(yōu)勢(shì)。利用超聲波對(duì)NGWASS進(jìn)行檢測(cè)時(shí),不同深度的彈性各向異性晶粒會(huì)引起不同程度的結(jié)構(gòu)噪聲和散射衰減,降低檢測(cè)信噪比,使缺陷的定性和定量更加困難。為解決上述問(wèn)題,基于電子背散射衍射(Electron Back-Scattered Diffraction,EBSD)觀測(cè)結(jié)果建立NGWASS模型,研究體積型和面積型缺陷超聲成像特征,實(shí)現(xiàn)缺陷的定性表征,進(jìn)一步研究不同深度側(cè)壁未熔合的相控陣檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化及信號(hào)后處理方法,對(duì)側(cè)壁未熔合進(jìn)行精準(zhǔn)定量。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)NGWASS試樣進(jìn)行宏觀、微觀金相和EBSD觀測(cè),結(jié)果表明,奧氏體不銹鋼母材由細(xì)...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.3采用窄間隙自動(dòng)焊技術(shù)進(jìn)行主管道焊接

“窄間隙焊接”一詞最早是由Meister在1966年提出的[9],日本壓力容器研究委員會(huì)規(guī)定:窄間隙焊接是針對(duì)壁厚大于30.0mm的鋼板,放置時(shí)焊縫之間的間隙小于板厚,并采用自動(dòng)化電弧焊進(jìn)行焊接(規(guī)定當(dāng)板厚小于200.0mm時(shí),坡口寬度小于20.0mm;板厚超過(guò)200.0....

圖1.4奧氏體不銹鋼晶粒宏觀金相[23]

當(dāng)采用多層多道焊方法對(duì)奧氏體不銹鋼焊縫進(jìn)行焊接時(shí),在熔池中首先形成晶核,合金元素的存在會(huì)使奧氏體γ相在冷卻過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象,受溫度差的影響,晶粒沿著不同的過(guò)冷溫度方向快速生長(zhǎng),形成晶粒取向各異的粗大柱狀晶。受冷卻速度及冷卻時(shí)間不同的影響,不同區(qū)域的晶粒結(jié)構(gòu)及取向不同。圖1.4為....

圖1.5晶粒超聲散射效應(yīng)示意圖

奧氏體不銹鋼中相鄰晶粒的各向異性不同使晶界不連續(xù),從而形成聲阻抗不同的異質(zhì)界面,超聲波在其中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同程度的散射,如圖1.5所示[24]。散射理論指出[25],超聲波在材料中傳播時(shí)的散射強(qiáng)弱和晶粒尺寸的大小是有關(guān)的,根據(jù)平均晶粒直徑和超聲波波長(zhǎng)的比值不同可以分為瑞利散射、隨....

圖1.6三種散射類型散射幅度與晶粒尺寸的關(guān)系[25]

從圖中可以看出,當(dāng)?shù)闹敌∮?/3的時(shí)候,散射機(jī)制為瑞利散射,散射幅度隨著值的增加而增大,當(dāng)晶粒尺寸小于波長(zhǎng)1/10時(shí),超聲波受材料中的晶粒散射作用較小[25]。當(dāng)?shù)闹到橛?/3和3的時(shí)候,散射機(jī)制為隨機(jī)散射,此時(shí)超聲波的散射及能量衰減較強(qiáng)。當(dāng)?shù)闹荡笥?時(shí),散射機(jī)制為漫散射,聲能的....

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