磁力扰动法测量铁磁性锅炉管氧化皮堵塞

为解决铁磁性锅炉管氧化皮堵塞检测难题,提出一种磁力扰动法的无损检测方法。首先,采用数值模拟方法对正交放置的两电磁铁作用下的铁磁性锅炉管进行磁场分布特征分析,并通过实验验证仿真结果的正确性;其次,使用声发射技术对磁场作用下氧化皮碰撞管壁发出的声音进行采集,建立波形特征参数与氧化皮堵塞面积比的定量关系。结果表明:铁磁性锅炉管磁导率的非线性特点使得两电磁铁在管道内形成一种能穿透管壁直接吸引氧化皮的独特磁场,其吸引能力下限低至10%堵塞面积比;以幅值绝对值为权重的声信号加权平均时间可以作为判定被检管道堵塞面积比是否超标的依据。该方法具有一定的工程应用前景。

油气管道维修中搭接焊缝超声B扫描检测方法与设备

针对油气管道破裂维修过程中形成的B型套筒搭接焊缝尚缺少有效的超声无损检测技术及设备的问题,文章提出了一种新的搭接焊缝超声检测方法,并开发了相应的超声B扫描检测系统,从检测方法、检测系统的组成和工作原理、检测系统功能的验证实验等方面进行了论述。模拟实验结果表明,该系统可有效检测出试样上的预埋缺陷,具有良好的探伤效果及应用前景。

薄板激光搭接焊缝的强度评价

针对列车车体上激光搭接焊缝需要进行强度评价的问题,采用试验和数值模拟相结合的方法研究了焊缝强度的影响因素和评价方法.采用ANSYS软件进行数值模拟,验证了断裂位置从焊缝向薄板转移的现象.结果表明:当焊缝宽度小于两板中的最小板厚时,焊缝宽度和拉剪力呈近似线性关系;当焊缝宽度超过最小板厚时,拉剪力达到最大值后不再随焊缝宽度的增加而增加;焊缝熔深和板间隙对拉剪力的影响不明显.根据建立的焊缝宽度和拉剪力关系,实现了通过无损检测焊缝宽度来评价焊缝强度的目的.

T(0,1)模态导波在弯管上传播的仿真与实验

由于弯管的几何形状复杂,超声导波在弯管中的传播特性比在直管中复杂。弯管超声导波检测中,衡量其检测有效性的一个重要参数是透过率。通过有限元模拟研究了激励频率、弯曲半径、弯管角度对T(0,1)模态导波透过率的影响。发现:不同激励频率的导波在弯管上有不同的透过率,并且激励频率高的导波由于脉冲宽度小,更易产生新的波前;在不同的弯曲半径和弯曲角度的弯管中,最小透过率的T(0,1)模态导波的频率也各不一样;随弯管角度的变化,信号的透过率呈规律性变化。通过实验验证了不同激励频率下,T(0,1)模态导波透过率和激励频率的关系。在实际检测有弯管段的管道时,需采用多频率检测。

管道漏磁检测数据压缩技术

漏磁检测系统属于海量数据采集系统,针对该系统中电子硬盘存储数据量较少的问题,利用LZW算法和Hash表理论,提出了一种漏磁检测数据实时无损压缩算法.采用LZW算法对漏磁检测数据进行无损压缩,并根据Hash表管理LZW算法的字符串表,设计了基于ARM处理器为核心器件并嵌入Linux操作系统的硬件系统对算法进行实现.实验结果表明,该系统实现了漏磁检测数据采集、压缩和存储的全过程,得到了2倍以上的实时数据压缩结果.

不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真

针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.

高速列车薄壁型材激光-MIG复合焊对接焊缝检测

现有检测方法分析表明,高速列车车体薄壁型材激光-MIG复合焊焊接结构内部形状复杂,板厚度较薄,常规焊缝焊接质量无损检测方法不易实施。针对此问题,提出超声爬波检测工艺,通过设计型材结构试块和人工模拟缺陷试块,研究型材结构对超声爬波检测的影响。利用该检测工艺对实际焊接试块进行检测,并与X射线检测及有损试验(拉伸试验)结果对比,验证超声爬波检测结果的准确性。结果表明:X射线对于气孔和未焊透缺陷检测效果良好,但由于检测方式与防护特殊,检测速度缓慢,不能满足高速列车车体铝合金薄壁型材焊接结构现场检测需求,可作为辅助的检测手段,用于少量抽查检测;超声爬波可检测当量大于等于0.25mm的未焊透焊缝,爬波检测结果与实际未焊透缺陷对应良好,可用于铝合金薄壁型材复合焊接头焊接质量检验。建议以10mm×0.2mm×0.5mm刻痕的回波幅度作为焊缝是否合格的判据。

超声法测量高强螺栓应力试验研究

为了建立快速简便的螺栓预紧力测量技术,在介绍超声法测定螺栓应力原理的基础上,推导了超声波在螺栓两端传播时间计算公式,并以此建立了螺栓预应力标定计算模型,对模型开展了现场试验。试验结果表明:超声纵波传播速度测量螺栓预紧力的方法,在95%置信度的条件下测量误差≤10 MPa。使用小型便携式仪器,操作简便,在扭紧螺栓的过程中同时进行测量,每次测量所需时间不超过3 min。建议进一步扩大模型的标定应力范围;进一步对模型进行改进,在用螺栓不必松开就可以测量其承受的应力,以减小测量误差。所得结论为螺栓承受预紧力和工作应力的现场检测提供了一种新方法。

超声C扫描用喷水系统设计及其检测稳定性

该文针对列车车体复合材料构件检测用超声C扫设备喷水系统的检测稳定性问题开展研究。基于喷水式超声耦合检测原理,设计了一种喇叭段+直管段的喷嘴,以使水流形成变径约束的层流,从而缩短喷嘴长度。结合实验分析了工艺参数对检测性能的影响。结果表明:喷嘴结构、耦合水流速、射水距离及检测方式等因素均对超声耦合稳定性及检测性能产生影响。试验结果可为喷水式耦合超声C扫技术在车体构件检测中的实际应用提供参考。

5通道铁磁探测仪的研发与锅炉管堵塞检测

描述了5通道铁磁探测仪的研发和应用,该仪器能在管外发现发电锅炉过热器管和再热器管内是否有铁锈堆积,并评估堵塞程度,目的是通过检测防止爆管事故。采用磁学探测方法,在管外表面的1条圆周线上布置5个测量点,进行了有限元数值模拟和标定曲线的计算。对计算结果进行了实验验证,与计算值相比较,测量值的标准误差(相对误差)为5.2%。现场检测得到的堵塞面积与管内孔的面积之比,与X射线摄影测得的结果比较,确定铁磁探测仪检测的标准误差(绝对误差)为3.9%。通过为5家热电厂进行过热器管和再热器管堵塞检测,发现超标堵塞30多处,解剖验证无一误报,所以用该仪器进行堵塞检测能够防止上述锅炉管爆管事故。

长输油气钢质管道维修搭接焊缝超声探伤

为实现输油气管道搭接焊缝内部缺陷的全面检测,进一步采取整治措施、消除安全隐患提供有效依据和数据支持,保证管道安全运行,文中将超声脉冲回波法与透射传输法相结合,提出一种多通道在役管道搭接焊缝检测新方法。为了验证该方法的可行性,针对焊缝可能出现的焊接缺陷制作了一系列试块并进行了试验验证,试验结果表明该方法能够准确发现焊缝内部裂纹、未熔合、未焊透、夹渣和气孔等缺陷,为管道的安全运行提供技术保障。

基于远场涡流检测技术的铁磁性热交换器管仿真研究

石油、化工、电力等行业频繁出现热交换器管的泄漏事故,给企业带来经济损失,同时会对现场工作人员的生命安全造成威胁。为能够快速有效地对服役管道进行无损检测,本文基于远场涡流检测机理,对铁磁性热交换器管进行仿真分析与实验研究。结果表明,远场区的位置随着壁厚和管内径的增加而变远,并且对于相同大小的缺陷,远场区的检测灵敏度高,但当相同大小的缺陷位于内外壁时磁感应强度差值的变化近似相等,这与真实管道缺陷检测的实验结果一致,满足远场涡流检测原理。结论认为,远场涡流检测技术能够较好地判定和识别铁磁性管道缺陷,对服役管道在线无损检测以及安全性能评估具有良好的应用前景。

风机变桨螺栓断裂失效分析

风机变桨螺栓作为风机变桨系统的重要紧固件在风力发电系统中发挥关键作用,但螺栓断裂事件时有发生。本文通过断口宏观分析、X射线荧光光谱分析、硬度实验、金相组织分析、力学性能实验等测试方法,对风机变桨系统变桨螺栓断裂样品进行了分析。研究表明螺栓断裂具有典型的疲劳断裂特征。螺栓疲劳性能的好坏对风机变桨系统能否正常运行具有重要意义。

铜导线高温拉伸组织与力学性能分析

采用热模拟法对铜导线做100℃~250℃的高温拉伸试验,并用SEM、金相显微镜、TEM对不同拉伸温度下的断口形貌、金相组织、位错结构进行分析,并对力学性能进行研究。随着拉伸温度升高,断口形貌由纤维状向礁石状变化,韧窝变小,铜导线由韧性断裂变为脆性断裂,温度的增加使铜导线的塑性降低;100℃~200℃随着温度升高,晶粒逐渐变得粗大,但250℃时发生回复再结晶,晶粒变小。不同温度,晶粒被拉长,但晶粒具有明显的方向性,不同的晶粒取向不同、滑移方式不同;随着温度升高,位错在析出界面上塞积,拉伸后位错密度明显增加,即拉伸变形促进位错增殖。

航空发动机整体叶环中纤维断丝超声检测方法

基于超声头波(head-waves)理论,当探头以一定角度激励出的折射纵波传播到界面时产生能量较高的爬波,据此建立了连续SiC纤维增强钛合金基复合材料(Ti-MMC)整体叶环中SiC纤维环断丝缺陷超声爬波检测的有限元仿真模型,分析了多层介质界面超声波传播特性及爬波遇到断丝缺陷时的衍射现象。仿真结果表明,在缺陷上方的水层中会产生明显的缺陷信号波。根据仿真结果,设计制作了超声爬波(5 MHz,20°)-水浸聚焦(5 MHz,直径6 mm)组合探头和带有纤维断丝的人工缺陷试样,采用超声C扫描设备进行了检测实验。结果表明,超声爬波法能够成功地检测纤维环试样中不同深层的3层断丝缺陷(裂纹自身高度约0.42 mm)。该方法简单、经济、快速,有望解决Ti-MMC整体叶环中深埋型纤维环断丝缺陷的无损检测难题。

巴克豪森法测量不明显的钢淬火硬化层深度

利用感应淬火和45钢制备了硬化层深度1~2 mm、带有模糊分界区的试样,通过自行搭建的巴克豪森噪声无损检测系统,对具有不明显分界的硬化层深度的测量开展研究。试验结果表明,该检测装置具有良好的稳定性,且磁巴克豪森噪声信号的均方根值与显微硬度法测得的硬化层深度具有良好的线性关系,可以用来检测分界不明显淬火钢件的硬化层深度。