薄板腐蚀缺陷兰姆波成像检测的有限元模拟

基于A0模式兰姆波对薄板腐蚀缺陷进行成像检测,在频率一定时,由于腐蚀造成板厚的改变将进一步影响检测兰姆波速度的变化,通过检测兰姆波波速的变化可以对板材腐蚀类缺陷进行监测.根据A0模式兰姆波的频率特征,测量发射探头与接收探头之间的兰姆波走时,结合波的实际传播路径,计算出实际检测兰姆波的速度,采用联合迭代重建技术(SIRT)对走时数据进行群速度图像重建.基于有限元数值方法,采用A0模式兰姆波对薄铝板中的腐蚀类缺陷进行模拟检测,给出了成像检测结果.

薄板声-超声检测时兰姆波传播模式的有限元模拟

在声-超声检测中,正确认识超声波传播特性是其被有效应用的基础。通过有限元数值模拟的方法,研究薄板中声-超声检测形式下超声波传播模式,对模拟产生的波形信号用二维傅里叶变换法进行模式识别,并与兰姆波的理论波数频散曲线进行对比,证实产生了多模式兰姆波。使用波场快照图观测了声-超声检测方式下超声波的传播特性。研究表明,将数值模拟方法和试验相结合是研究超声检测技术的有效途径。

中厚板三种典型探伤缺陷波形特征及试验验证

针对中厚钢板常见的三种导致超声波检测不合格的缺陷,分析了缺陷形态、成因、分布位置,总结了超声波波形特征。并分别以实例的方式,对生产过程中出现此类缺陷进行解剖,用金相、扫描电镜观察与能谱分析方法研究了导致钢板探伤不合格的原因,并将缺陷的具体性质与超声检验波形特征进行了对应,验证证明了钢板内部同样缺陷波形特征。

钢轨踏面斜裂纹超声表面波B扫成像检测研究

由滚动接触疲劳引起的钢轨踏面斜裂纹已成为目前高速铁路在役钢轨无损检测中的重要问题,现有的铁路钢轨超声探伤车(仪)难以检测此类缺陷。采用低频超声表面波方法,沿钢轨长度方向对钢轨踏面斜裂纹进行B扫成像检测。由于钢轨轨头为带圆弧边的矩形截面,在钢轨表面激发和传播的低频表面波已不再是经典的Rayleigh波,而是一类导波,导波的多模式对表面波成像检测形成了干扰。为减小干扰,将空间平均技术应用于钢轨踏面斜裂纹的表面波B扫成像。对人工缺陷试块和钢轨试样的B扫成像实验结果表明,利用空间平均技术能有效的抑制此类干扰,提高信噪比,可对钢轨踏面斜裂纹作快速检测和定位。

表面开口裂纹超声表面波频谱法测量的数值模拟

建立了具有吸收边界的二维平面应变有限元模型,在研究了脉冲超声波在模型中激发和传播的基础上,利用表面波频谱法对不同深度的表面开口裂纹深度进行了测量。通过波场快照图观察了超声波的激发以及表面波在裂纹处的散射和波型转换过程。对透射波的信号进行了处理,得出裂纹深度和吸收频率的对应关系。

表面开口斜裂纹超声表面波频谱法测量的数值模拟

文章建立了含表面开口斜裂纹的二维有限元模型,在模型中引入Sarmar吸收边界,对脉冲超声表面波的激发、传播和在斜裂纹处的散射进行了分析,并利用频谱法对斜裂纹深度测量进行了数值模拟。通过模拟波场快照图观察了脉冲超声表面波在表面开口斜裂纹处的散射和波型转换过程。对透射波信号进行了频谱分析,得到了斜裂纹倾角和深度参数与吸收频率的对应关系。

TMCP工艺生产的100 mm大壁厚EH36钢板焊接接头的组织和性能

介绍了TMCP工艺生产的100 mm厚EH36海洋工程用结构钢的生产方法,采用埋弧焊技术分别在15、50kJ/cm线能量下对钢板进行多道次对接焊接,分析检测了母材及焊接接头的显微组织、常规力学性能和焊接接头-10℃的裂纹尖端张开位移(CTOD)。结果表明,采用超低碳多元微合金化成分设计,TMCP工艺试制的100 mm厚EH36钢板具有良好的力学性能,母材及不同热输入的焊接接头具有优良的低温抗开裂性能。

中厚板超声波探伤缺陷机理分析及控制措施

超声波探伤是检验中厚板内部缺陷的主要方法，能够造成探伤不合格的缺陷主要包括裂纹、偏析、夹杂物。结合秦皇岛首秦金属材料有限公司生产情况，分析了中厚板探伤缺陷的机理，发现钢中的氢含量、铸坯质量、生产工艺是影响中厚板探伤质量的主要影响因素。通过有效控制上述因素，可显著提高中厚板的探伤合格率。

中厚板常见超声波探伤缺陷形态及成因阐释

针对中厚板超声波探伤缺陷的四种常见类型,阐释每种缺陷的分布位置及超声波波形特征,分析缺陷产生原因。研究缺陷特征及产生机理,为进一步质量控制提供了支持。

TMCP工艺冷速对FH40低温船舶用钢组织与性能的影响

通过动态CCT曲线研究了不同冷速对特厚FH40低温船舶用钢显微组织的影响。当冷速小于0.5℃/s时,金相为PF+P组织;当冷速在1~5℃/s之间时,金相为PF+AF组织;当冷速大于5℃/s时,金相为AF+GB组织。结合研究成果,确定了获得目标组织PF+AF的TMCP工艺参数。工业试制结果表明,TMCP工艺试制的80mm特厚FH40低温船舶用钢塑性和低温韧性满足GB/T 712-2011标准要求,钢板NDT落锤合格温度为-65℃;厚度1/4位置的韧性—脆性转变温度在-80℃左右,心部的韧性—脆性转变温度在-70℃左右;心部韧性差主要是因为心部的GB组织导致大于15°的大角度晶界比厚度1/4处低5.6%,大角度晶界减少不利于低温韧性。

中厚板电磁超声自动探伤技术的应用

传统超声检测技术主要采用压电式水耦合模式,容易导致钢板表面锈蚀,在冬季水耦合会导致结冰问题,无法探伤,甚至危害运输吊装安全。同时,压电式超声波的抗干扰能力差,存在大量的噪声信号,检出率较低。在电磁超声技术应用过程中,开发双向交叉扫查技术,建立“气压-气垫层厚度-灵敏度”的关系,确定探头气垫层的最佳厚度控制范围及对应的压缩空气最佳压力控制参数,解决灵敏度波动问题。研究探头偏离角度、表面质量、外部磁场等因素对检验结果的影响规律。EMAT检测技术一次检出率由60%提至95.8%,显著提高了中厚板探伤检测效率。

中厚板阵列式自动超声探伤设备测试及评价方法研究

从灵敏度、盲区、整机匹配性能、测量精度、稳定性等方面对中厚板自动超声探伤设备性能测试和评价进行了描述,提供了钢板宽度和长度方向的灵敏度均匀性测定和评价方法,提出了采用重叠余量表征探头间有效声场覆盖率。旨在提供一套针对中厚板自动超声探伤设备性能的测试、校准、核查的方法,以评价设备整体检测能力。

脉冲压缩技术在高温连铸电磁超声测厚应用研究

在高温连铸过程中,采用非接触无损检测技术实现高温连铸坯壳厚度和液芯末端位置的实时测量与监测,对提高连铸质量等级和连铸速度,避免生产线中断具有重要的意义。针对电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)在高温连铸件的检测回波信噪比差这一难题,建立了基于chirp信号、13位巴克编码序列激励的跑道线圈EMAT检测过程有限元模型,比较了两种调制信号经脉冲压缩和旁瓣抑制后脉压信号的信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)和空间分辨率。以表面粗糙、晶粒粗大的190 mm厚连铸坯为研究对象,分析了反射和透射模式下不同调制信号脉冲压缩技术所获得的检测回波信噪比和空间分辨率。开发了水循环式高温EMAT探头,以600~750℃高温连铸坯为检测对象,比较了chirp和巴克码脉冲压缩技术实施后的检测回波信噪比和主瓣宽度。结果表明:常温下,选用的激励信号时宽越大,脉压信号信噪比越高,且采用一发一收透射式测厚能获得较高的信噪比和较小的主瓣宽度;高温时,采用脉冲压缩方法检测高声衰减连铸坯时,相位编码脉压信号获得较高的回波信噪比,线性调频脉压信号具有较高的空间分辨率。在750℃高温下,与单频正弦信号激励相比,采用脉冲压缩技术后得到的脉压信号,SNR至少提高7.0 dB。

板坯连铸大辊径大压下及低压缩比轧制特厚板

近年来,国内外科研工作者开发的连铸凝固末端重压下技术在改善连铸坯的疏松、偏析等方面取得了良好效果,但仍存在扇形段小辊径压下厚铸坯时,应变难以渗透到铸坯芯部、不利于中心疏松改善等不足。以高效率、低成本、低能耗获得高质量厚铸坯,并实现低压缩比轧制高质量厚规格产品,仍需要进一步探索。为了更加有效地解决厚铸坯连铸凝固过程产生的中心疏松及偏析问题,提出一种全新的宽厚板坯连铸大辊径大压下(BRHR)技术并研制了BRHR设备,在宽厚板坯连铸生产线上安装、调试并运行两年多,同时配套开发了宽厚板坯连铸工艺过程预测与控制系统、二冷水工艺优化控制技术。结果表明,开发的BRHR装备与技术有利于压下应变渗透到铸坯芯部,在连铸生产线上利用凝固末端或刚完全凝固(固相分数f_(s)=1.0)形成的大于500℃或大于400℃的大梯度温度场实施大直径辊大压下,可以显著改善宽厚板坯中心缺陷。生产实践证明,采用BRHR装备与技术使厚度为400 mm的宽厚板连铸坯缩孔、疏松及偏析得到显著改善,结合轧制工艺优化以1.90~2.53的极低压缩比轧制生产出厚度为150~200 mm的高质量特厚板,这对低成本、短流程生产高质量特厚规格产品及节能减排意义重大。

海上风电导管架用特厚EH36钢板性能研究

世界海上风电行业突飞猛进发展,为降低建设成本,海上风电钢逐步实现热机械轧制交货替代正火交货。本文介绍了首钢京唐中厚板4300 mm宽厚板生产线采用热机械轧制工艺研制出100 mm特厚EH36钢板,对钢板头部和尾部位置进行拉伸、冲击、弯曲及Z向拉伸试验,各项性能完全满足标准GB/T712的要求。钢板头部和尾部横纵向强度性能差异不超10 MPa,钢板-40℃低温冲击性能大于200 J,且钢板厚度1/4和厚度1/2冲击韧性相差不大,钢板性能均匀性和稳定性较好。钢板的微观组织由铁素体和珠光体构成,平均晶粒度均大于9.0级,显微组织既均匀又细小,与钢板良好的低温冲击韧性相对应。

中厚板板形控制设计特点

随着轧制技术的进步和产品的升级,中厚板的板形控制水平已成为衡量中厚板企业市场竞争力的重要指标之一。为了解决钢板波浪、瓢曲等板形问题,首钢京唐中厚板4300mm产线在轧制、水冷、冷却、精整等关键位置安装板形控制装备,有效提高钢板的生产节奏和生产效率,降低了钢板板形不合格率。中厚板的板形控制对钢板水冷及性能均匀性提供有效保障,确保供货钢板不平度满足技术要求。