基于物理信息神经网络的金属表面吸收率测量方法

漫反射金属吸收率的准确测量十分重要且比较困难.量热法可靠性较高,但是参数反演较为困难.为此,建立了一种物理信息神经网络方法.该方法通过神经网络拟合温度上升段曲线,进而获得吸收率.为了验证该方法,开展了数值仿真和实验研究.数值仿真结果表明,该方法适用于吸收率测量,抗干扰能力强,反演精度高,在0.05—0.2的吸收率范围内,最大误差为0.00092.实验以喷砂镀金铝板为被测对象,受表面粗糙度、镀金工艺等影响,这些样品的吸收率处于2%—10%之间,测量重复精度优于1%.基于物理信息神经网络的吸收率测量方法有望成为一种有力的金属表面吸收率测量方法.

锅炉水冷壁管失效分析

锅炉水冷壁管材料为20G钢,在320℃和10.3 MPa下使用约5年后外表面出现鼓包并泄漏。对失效的水冷壁管进行了宏观检查、化学成分分析、力学性能检测、金相检验、腐蚀产物分析及锅炉水质检测。结果表明:水冷壁管失效是由于锅炉水碱性超标从而发生高温碱腐蚀所致。

基于合肥光源数据库的束流寿命分析与诊断

高质量的电子束流寿命数据可以直接反映装置的健康状态,为了获得高质量的束流寿命数据,提出一种束流寿命数据清洗方法,并开展了影响束流寿命的关键因素研究。基于合肥光源历史数据库对2022年以来累积的束流寿命原始数据进行分析,采用Python开发了自动化数据清洗程序,用于获取和处理合肥光源的原始束流寿命数据,以获得长时间跨度的束流寿命变化趋势。通过使用Pearson相关系数对束流寿命异常原因进行分析,发现合肥光源束流寿命受储存环真空压强和高频腔压的影响较大。该束流寿命清洗程序处理快捷,获取的高质量束流寿命数据可以为合肥光源的健康状态检测诊断和预警提供重要依据。

集输小口径管道腐蚀弱磁检测定量评价

集输小口径管道在油气田分布广泛,但使用传统腐蚀检测方法难度大、费用高且必须开挖取样点后才能定量评价腐蚀程度。为了弥补这种不足,实现非开挖条件下进行定量评价:分析磁偶极子模型得到腐蚀缺陷附近产生的漏磁场的磁信号特点;通过有限元仿真模拟,得到了腐蚀缺陷深度及宽度与磁信号间的关系;将SY/T 6151-2009《钢制管道管体腐蚀损伤评价方法》中对腐蚀评价所需的缺陷宽度和深度参数,结合磁偶极子模型理论推导计算与磁信号特征参数的关系,得到了一种可应用于非开挖条件下的管道腐蚀弱磁检测定量评价方法,并在某油田管道进行了工程验证,为非开挖条件下管道腐蚀检测定量评价提供一定的理论依据。

高应变速率下TB6钛合金在绝热剪切带内的晶粒瞬间细化机制

采用分离式霍普金森压杆装置对TB6钛合金帽型试样进行室温动态加载试验,通过微观组织表征技术对绝热剪切带内的微观结构特征进行观察,研究高应变速率下TB6钛合金绝热剪切带内的晶粒瞬间细化机制。TEM观察结果表明:绝热剪切带中晶粒的瞬时细化是三种机制共同作用的结果。第一种机制是由于位错的快速运动、增殖以及塞积促使晶粒内部产生应力集中现象,最终在此现象的作用下形成裂纹、断裂以及细晶;第二种机制是通过增大晶粒内部的颈缩程度迫使细晶形成;在转动态再结晶机制的作用下,绝热剪切带的中心区域形成100nm的细小等轴晶。

基于双向加权特征融合网络的铸件内部缺陷检测方法

针对X射线无损探伤过程中铸件内部缺陷小、对比度弱、人工识别效率低等问题,提出了一种基于双向加权特征融合网络的铸件内部缺陷检测方法。在YOLOv5网络模型基础上引入改进的坐标注意力模块(NCA),以提高网络对不规则缺陷和小缺陷的学习能力;引入双向特征金字塔网络(BiFPN)代替原有路径聚合网络(PANet),以实现缺陷特征多尺度高效融合,并使用EIoU Loss回归损失函数提高缺陷边界框定位的精度。试验结果表明,本文所提方法对铸件内部小目标、弱对比度缺陷具有良好的检测性能。

阴极电阻分布对电镀泡沫镍电流密度影响的研究

采用挂镀和阴极移动连续镀两种模式,研究泡沫镍平面电流密度分布规律。结果表明:挂镀模式使电流密度分布呈四周高中央低,阴极移动连续镀模式受接触点和液下电镀沉积量的影响,电流密度分布有上高下低、中部高两头低等几种形式。

铝合金材料缺陷检测的磁声电方法

不同的无损检测方法适用于不同的场景,为丰富现有的无损检测方法,本文提出了一种适用于非铁磁材料缺陷检测的磁声电检测新方法。通过COMSOL仿真软件及磁声电检测实验平台,对铝合金材料裂缝缺陷进行检测,对不同缺陷尺寸进行仿真及实验研究,并验证该方法的可行性。仿真结果表明,在缺陷的边界处获得了明显的磁声电缺陷信号。验证了缺陷宽度与缺陷信号的关系,当缺陷宽度L大于波长λ时,缺陷电信号峰值时间t及幅值U均相同,反之,缺陷左、右壁产生的电信号相互叠加。研究表明,实验与仿真结果具有一致性,说明本文提出的磁声电检测新方法能够实现缺陷的高精度检测。

发动机摇臂断裂原因分析

材料为QT600-3球墨铸铁的摇臂在发动机试车过程中断裂。对断裂的摇臂进行了断口的宏观和微观检验及能谱分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验。结果表明:摇臂中有疏松和大面积夹渣,破坏了基体的连续性,并产生局部应力集中,从而导致裂纹萌生和扩展及摇臂断裂。此外,组织的球化不良也在一定程度上促进了摇臂的脆性断裂。

大壁厚NiCrMoV钢的窄间隙焊接工艺与接头性能

针对电站设备转子用大壁厚NiCrMoV钢,分析了材料焊接性,采用窄间隙埋弧焊工艺获得了完整的焊接接头,分析了焊接接头的组织、硬度、拉伸与弯曲性能。结果表明,整个焊接接头为完全冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为回火贝氏体+少量回火马氏体,热影响区中的粗晶区和细晶区均为回火马氏体组织和沿晶界分布的少量碳化物,母材为回火贝氏体+回火马氏体的混合组织;接头热影响区硬度最高,焊缝硬度略低于母材;焊接接头的抗拉强度随着温度的升高逐渐降低,均满足设计要求;焊接接头经过180°弯曲性能测试均未发现微裂纹,表明接头的延展性良好。

火电蒸汽管道用金属材料的高温持久强度及疲劳寿命预测研究

12Cr1MoV是一种在580℃下仍保持高热强性、卓越抗氧化性能和较高持久塑性的珠光体低合金热强钢。该材料与铜、铝和钛等有色金属具有良好的焊接性能,广泛应用于国内高压、超高压、亚临界参数电站锅炉中的过热器、再热器、集箱和主蒸汽管道等高温部件。本文研究了用于火电蒸汽管道用金属材料的高温持久强度及疲劳寿命预测,为火电关键金属部件寿命预测提供了有力的理论支持。

CoCrFeNiW_(x)高熵合金在室温及900℃下的摩擦磨损性能

采用真空电弧熔炼技术制备了CoCrFeNiW_(x)(x=0.25、0.5、0.75及1.0)系列高熵合金,研究了W元素含量对合金晶体结构、显微组织、力学性能以及室温与900℃摩擦学性能的影响.结果表明:合金中W含量较低时形成单相面心立方(FCC)固溶体,W含量较高时会促进金属间化合物μ相的形成,随着W含量提升,合金显微组织由FCC胞状树枝晶(x=0.25)转变为FCC树枝晶及晶间层片状(FCC+μ)共晶组织(x=0.5、0.75),最后转变为FCC基体上分布的粗大树枝状μ相(x=1.0).由于W元素的固溶强化及原位生成金属间化合物μ相的第二相强化作用,使合金的强度和硬度等力学性能显著增加的同时塑性降低.在试验载荷为10 N,滑动速度0.3 m/s的测试条件下,CoCrFeNiW_(x)系列高熵合金与Si_(3)N_(4)陶瓷球配副时的球-盘摩擦试验结果表明:W元素的添加显著改善了合金的室温耐磨性,但对摩擦系数的影响较小;而900℃摩擦时,摩擦表面形成的多元复合氧化物摩擦釉质层具有良好的减摩抗磨作用,特别是W元素氧化产生的WO_(3)显著降低了摩擦系数,从而显著提升了合金的高温摩擦磨损性能.本文中研究的系列高熵合金中,CoCrFeNiW_(0.75)高熵合金室温下的屈服强度为863 MPa,抗压强度达1 250 MPa,900℃仍能保持446 HV的硬度,并在室温及900℃下均具有良好的摩擦磨损性能,具有良好的工程应用前景.

某油井G105钻杆断裂失效分析

在某油井深400~500 m处,钻杆1在解卡时断裂,随后钻杆2在打捞落鱼时断裂。采用断口形貌分析、化学成分分析、显微组织分析、力学性能测试等手段分析了两根钻杆断裂的原因。结果表明,钻杆1与井壁摩擦过程中发生相变,强度下降塑性增加,发生韧性断裂;钻杆2与井壁摩擦时,形成大量马氏体,韧性恶化,当再次承受拉力时发生脆性断裂。建议监测井内结构变化,保证钻井液的循环畅通,优化钻具结构设计,防止钻杆因相变而断裂,同时禁止工人违规操作,避免钻杆因超载发生断裂。

废钢检验的现状分析与展望

在双碳背景下,废钢的综合利用尤为重要。而废钢质量的好坏和成本高低则直接影响了企业的生产效率和经济效益,故国家标准《GB/T 39733-2020再生钢铁原料》对废钢的质量检验提出了更高的要求。本文从放射性污染物、爆炸性物品、危险废物、夹杂物、化学成分、锈蚀和镀层方面分析了废钢检验的现状,并对废钢检验技术的发展进行了展望。指出,利用通道式放射性检测装置对进厂废钢进行初检非常有必要;危险废物鉴别标准与技术规范有待完善,鉴别程序可操作性不强;利用激光诱导击穿光谱法可对废钢成分进行快速测量,相关决定系数和均方根误差较满意;基于颜色特征和纹理特征的废钢锈层识别算法,可准确识别训练集和预测集的废钢锈层。加强废钢检验标准体系建设、加大按化学成分对废钢进行精细分类的研发力度,尤其是基于激光诱导击穿光谱技术对废钢成分进行在线、快速、准确、定量分析是其未来的发展方向。

陶瓷基复合材料超声振动辅助加工技术研究现状

陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性等一系列优点,在航空航天、特种防护等领域具有极大的应用前景,同时陶瓷基复合材料的高精度高效率加工依靠传统机械生产方式难以实现。超声振动辅助加工技术在陶瓷基复合材料的深小孔、薄壁和复杂型面加工等领域应用日益广泛,并形成了特有的行业体系,是精密、超精密制造领域发展的重要方向。针对近年来陶瓷基复合材料的超声振动辅助加工技术的发展状况,概述了陶瓷基复合材料和超声振动系统的研究现状,系统介绍了陶瓷基复合材料加工领域超声振动辅助磨削、钻削以及旋转超声加工和微细超声加工的应用和研究现状,并对超声振动辅助加工技术的应用趋势进行了总结和展望。

基于金属磁记忆的弯曲工字钢梁的力-磁效应

目前,基于金属磁记忆检测技术的受力状态表征及损伤评估应用广泛,但在受弯构件的检测中,弯曲长度及荷载作用位置对检测结果的影响尚不明确。为研究受弯构件的力-磁效应,本工作基于四点弯曲工字钢梁的磁记忆检测,采用考虑初始平面外弯曲和应力与磁化作用角度的力-磁耦合方法,通过COMSOL多物理场仿真软件进行了数值模拟研究,并结合有效场理论分析了钢梁弯曲长度对磁信号的影响,提出了表征损伤及荷载作用位置的磁特征参数。结果表明:检测线磁信号峰-峰值S在钢梁接近屈服状态时显著增大,并在钢梁处于承载能力极限状态时达到最大值;腹板检测线磁信号峰-峰值S_(w)在钢梁屈服和达到最大承载能力时分别随有效段长度的增加呈线性减小和以二次函数的规律减小,而下翼缘检测线磁信号峰-峰值S_(f)在钢梁屈服和达到最大承载能力时均随有效段长度的增加以二次函数的规律减小;根据磁特征参数S_(w)和S_(f)定义了磁损伤指数D和荷载作用系数S_(r),当钢梁所受外加荷载超过其最大承载能力的80%时,可根据D>0.5的特征对钢梁不安全的受力状态进行预警;荷载作用系数S_(r)与钢梁的剪跨比λ近似线性相关,可以表征荷载的作用位置。

超声检测在复合材料挖补修理结构缺陷检测中的应用

挖补修理是复合材料结构最常用的修理方法。伴随挖补修理技术的发展,修理后结构的强度评估与损伤检测等问题亟待解决。以挖补修理后的层压板结构为例,对其可能产生的缺陷类型进行归纳,对各种类型缺陷的超声特征信号进行分析总结,将超声特征信号和修理工艺特点互相比对验证,为此类结构缺陷超声检测完整判据的建立提供数据积累。

金属磁记忆检测的关键技术研究现状与展望

金属磁记忆检测技术是一种绿色无污染、可检出早期应力集中、隐性损伤以及宏观缺陷的全寿命无损检测技术,经过20多年发展,已取得众多研究成果并应用于压力容器、石油管道、铁路桥梁、能源电力、航空航天等重要领域。针对金属磁记忆检测技术近年来的热点与难点问题,从理论基础到工程应用中的关键技术出发,归纳总结了磁记忆检测技术的机理、信号降噪与特征提取,以及机器学习在磁记忆检测评价中的应用等方面的研究现状,并对磁记忆检测技术亟待解决的关键难点问题与未来发展方向进行了探讨。

基于计算机视觉的工业金属表面缺陷检测综述

针对平面及三维结构金属材料的工业表面缺陷检测,概述了视觉检测技术的基本原理和研究现状,并总结出视觉自动检测系统的关键技术包括光学成像技术、图像预处理技术与缺陷检测器.首先介绍了如何根据检测对象的光学特性选择合适的二维、三维光学成像技术;其次介绍了图像降噪、特征提取、图像分割和拼接等预处理技术的重要作用;然后根据缺陷检测器的实现原理将其分为模板匹配、图像分类、图像语义分割、目标检测和图像异常检测五类,并对其中的经典算法进行了归纳分析.最后,探讨了工业场景下金属表面缺陷检测技术实施中的关键问题,并对该技术的发展趋势进行了展望.

在役压力管道的超声检测技术综述

压力管道在工业生产中具有关键性的作用,但由于多种因素的影响会导致出现安全事故,必须引起高度重视。在役压力管道必须定期检测,确保管道壁厚和各处焊缝符合技术标准要求。随着科学技术的不断进步,数字信号分析、自动成像等新型技术与超声检测技术相融合,产生了超声导波检测技术、衍射时差法超声检测技术(TOFD)、超声相控阵检测技术等,广泛应用于在役压力管道检测。激光超声检测、电磁超声C扫描检测、全自动超声波检测(AUT)等技术成为未来发展趋势。