聚乙烯燃气管道热熔接头冷焊缺陷的微波检测技术研究

本文分析了聚乙烯燃气管道热熔接头的冷焊缺陷产生机理,使用微波无损检测技术对冷焊缺陷进行表征与分析,并对检测结果的可靠性进行了力学性能验证,同时对破坏性断口进行了微观结构分析。研究发现冷焊缺陷显著降低了焊接接头处的力学性能,同时使微观结构发生变化。微波凭借对聚乙烯材料的介电敏感性,可以很好地检测热熔接头的冷焊缺陷。

核级高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测

针对HDPE(高密度聚乙烯)管道热熔接头超声检测声衰减大,检测信噪比低等问题,通过CIVA仿真软件中的超声模块对厚壁HDPE管道进行声场仿真,研究了探头频率、晶片尺寸和阵元排列对管道热熔接头中声场分布的影响,优化了检测用相控阵超声探头参数。采用优化的探头和检测工艺在含标准反射体和典型缺陷的试件上进行声场仿真和检测试验,结果表明,提出的检测工艺可全部检出Ф914.4 mm管道中预设的不同深度和类型的典型缺陷,整体检测效果较好。

含缺陷燃气聚乙烯管热熔接头的力学性能实验与分析

采用拉伸试验装置对含不同工艺缺陷的HDPE管热熔接头开展拉伸试验,并结合扫描电子显微镜(SEM)对接头的断裂面形貌进行分析。研究发现:含冷焊、过焊、未熔合、卷边焊缺陷的热熔接头试样相比于正常焊接参数下的热熔接头试样,在断裂伸长率和拉伸屈服强度上都有显著降低,SEM图显示纤维之间的缠绕和银纹面积的大小是影响接头焊接性能的重要因素。结果表明:含冷焊、过焊、未熔合、卷边焊缺陷的HDPE管热熔接头的力学性能有显著降低,在长期服役过程中存在一定的安全隐患。

聚乙烯管道热熔对接焊接头性能的分析

测试和分析了聚乙烯管道热熔对接焊接头的结晶度、硬度、拉伸性能和冲击性能 ,并与基材的性能进行了比较。结果发现 ,焊接接头区域内的结晶度高于基材部分的结晶度。焊缝的拉伸强度和硬度也均高于基材 。

埋地聚乙烯管道热熔接头的超声相控阵检测

在分析聚乙烯管道热熔接头常规超声检测工艺的基础上,提出了超声相控阵动态聚焦和S扫查成像技术,对聚乙烯管道热熔接头进行了检测。检测结果验证了该方法的可行性,并对在役埋地聚乙烯管道热熔接头进行了工程检测验证,为超声相控阵技术在埋地聚乙烯管道检测中的推广应用提供了经验。

高密度聚乙烯管道对接接头断裂参量统计分布

以裂纹张开位移(crack open ing d isp lacem ent)特征值参量为基础,对国内燃气工业中应用日益普及的高密度聚乙烯(HDPE)管道热熔对接接头的抗开裂特性参量的分散性及统计分布进行了研究。结果表明,HDPE热熔对接接头在低温下,其抗开裂参量饱和启裂COD值具有一定的分散性。对其进行拟合统计检验结果表明,三参数威布尔分布为其最佳拟合分布。并且,随着温度的降低,抗开裂参量的数据的分散性变小。

裂纹圆棒法测PE100管材热熔对接接头的抗慢速裂纹扩展性能

采用裂纹圆棒(CRB)试验法对PE100管材热熔对接接头进行了不同载荷比的疲劳裂纹扩展(FCG)试验,研究了此对接接头的疲劳裂纹扩展机制,并通过外推法得到静载荷下的抗慢速裂纹扩展(SCG)性能。结果表明:当载荷比R相同时,随着最大初始应力强度因子K_(max)的增大,PE100管材热熔对接接头的疲劳裂纹扩展速率增大,疲劳寿命缩短;当K_(max)相同时,随着R的增大,疲劳裂纹扩展速率减小,疲劳寿命增大;裂纹逐步扩展区银纹纤维拉伸长度的减小与裂纹稳定扩展区次生裂纹与主裂纹叠加均加快了热熔接头的裂纹扩展速率;利用外推法得到静载下使用寿命为50a时所允许的最大初始应力强度因子为0.555 MPa·m^(1/2)。

塑料压力管道热熔对接焊机的研制与开发

研制了基于80C196单片机控制的塑料压力管道热熔对接焊机。介绍热熔对接焊机的基本组成部分以及各部分的主要功能,分析高密度聚乙烯管道热熔对接焊接头的拉伸性能、冲击性能和抗开裂性能,并与母材和国外焊机焊接的接头性能进行了比较。

演化视角下区域科技资源共享平台集成服务模式研究

集成服务符合大数据时代和开放式创新的发展趋势,是区域科技资源共享平台发挥创新创业服务功能和支撑作用的重要战略选择。提出区域科技资源共享平台演化过程、主导优势及服务创新规律,结合共享平台典型服务案例,构建基于单点响应的信息对接服务、基于多点组合的知识协同服务、基于网络共生的智慧融合服务等集成服务模式。为提高区域科技资源共享平台服务效率和综合管理水平,进一步推进"大众创业、万众创新"和区域战略性新兴产业发展提供了方法指导和决策借鉴。

聚乙烯管道热熔对接焊工艺参数对焊接接头性能的影响

聚乙烯管道的焊接质量及焊接接头性能 ,一方面取决于管道本身的性能 ,另一方面 ,且更为重要的还取决于管道的焊接工艺参数。研究表明 ,加热板温度和焊接压力对焊接接头性能的作用特别显著 ,加热时间对焊接接头性能的作用显著 ;而压焊时间对焊接接头性能的作用不显著。加热板温度、焊接压力和加热时间对焊接接头的性能有较大的影响。焊接接头的性能是在各个工艺参数的控制下焊接的一个综合结果 ,只有选择适度的焊接工艺参数 。

钢铝异种金属对接接头激光填丝熔钎焊工艺研究

采用光纤激光和铝硅焊丝对2.5 mm厚6013铝合金和镀锌低碳钢的异种金属对接接头进行了激光填丝熔钎焊,试验研究了激光功率、偏移量、送丝速度等焊接工艺参数以及坡口角度对焊缝成形的影响,表征了典型焊缝界面处的微观组织,评估了钢/铝熔钎焊对接接头的抗拉强度。试验结果表明:在适当焊接参数下可以获得成形良好、无气孔缺陷和裂纹,且具有一定抗拉强度的钢/铝对接接头。在钢板采用30°坡口时,接头最大抗拉强度为88 MPa,45°坡口时强度可以达到135 MPa。

聚乙烯管材热熔对接焊性能评价方法进展

热熔对接焊是聚乙烯管材的一种常用焊接方式,焊接接头的性能关系到管道系统应用的安全性和使用寿命,因此焊接性能的评价是聚乙烯管道系统性能评价的重要组成部分。本文介绍了热熔焊接原理,综述了常用的对接焊接头性能评价方法及其应用,其中包括破坏性评价方法、非破坏性评价方法及长期性能评价方法等,还介绍了目前国内常用的对接焊接头的评价方法。

高密度聚乙烯管材光氧老化性能及寿命预测

采用荧光紫外灯人工加速老化方法模拟自然太阳光对高密度聚乙烯(PE‐HD)管材和热熔接头的光氧老化,在不同温度下(50、60、70℃),使用UVA‐340型标准荧光紫外灯管在光照和冷凝2种循环模式下模拟老化,并利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对老化后的管材和接头试样进行了分析表征,通过差示扫描量热仪(DSC)测量了管材和接头的氧化诱导时间(OIT)。结果表明,随着老化时间的延长,接头的烯烃和羰基吸收峰强度高于管材,光氧老化程度加剧;随着温度和老化时间的增长,管材和接头的OIT不断降低,在同等条件下,管材的OIT高于接头;基于动力学曲线线性化方法拟合OIT和自然太阳光与荧光紫外灯辐照量关系,提出的PE‐HD管材管件自然光老化的寿命预测模型显示,常温下暴露在自然环境下的接头的寿命比管材缩短了33.76%。

矿山细颗粒固体输送用塑料管道热熔对接焊工艺分析

介绍了矿山细颗粒固体输送用塑料管道热熔对接焊的基本过程与参数,热熔对接焊的控制方式,加热方式;焊接接头的基本要求;分析了热熔对接焊焊接接头的性能及焊接压力、焊接速度、温度、时间、熔环的缺口效应、热成形、储存条件、环境条件等影响热熔对接焊接头性能的因素。

超声波检测PE管道热熔焊接缺陷的实验研究

采用超声波测试了模拟制备的典型热熔焊接缺陷,分析了缺陷的超声波特征,测试了缺陷对管道力学性能的影响。结果表明,超声波对面积型和孔洞型缺陷有良好的检测能力,并能准确测定缺陷的深度;超声波检测结果与力学性能检测结果具有良好的关联性,可以采用距离–波幅曲线灵敏度评判指标进行缺陷的质量分级评价。

基于持续激励红外热像技术的聚乙烯管热熔接头缺陷检测

针对热熔连接聚乙烯管道的接头结构特点和材料热特性,建立了聚乙烯管道热熔接头内部缺陷的红外检测模型,首次提出了基于持续激励双面透射检测的聚乙烯管红外热像检测方法.采用有限元模拟和试验研究相结合的方法,对聚乙烯管热熔接头内部孔洞缺陷进行检测对比,验证了检测方法和研究手段的可行性和有效性,得到了孔洞缺陷的红外识别方法.结果表明,试验和模拟获得的接头外表面温度随时间变化的趋势基本一致,缺陷热像图形基本相同,缺陷检测特征参数指标良好;从红外检测热像序列图中可以清晰地识别出缺陷位置和相对大小,持续激励红外热像透射检测法可作为一种对聚乙烯管进行无损检测评价和健康监测的新型方法.

聚乙烯管道热熔对接焊接头冷拉伸性能研究

聚乙烯管道材料由于与金属管道材料质点间结合键构成不同,因此二者在力学性能上差异很大。冷拉伸性能是聚乙烯材料独有的特性。对聚乙烯冷拉伸现象进行了分析,通过试验发现聚乙烯管道热熔对接焊接头的拉伸强度要优于母材,母材颈缩出现"冷拉伸"现象。断口分析发现断口存在银纹,银纹的形成增加了聚合物的韧性,为此可通过断口白色区域的大小来初步判断聚乙烯管道热熔焊的接头质量。

燃气PE管道热熔接头的微波无损检测应用

PE管道热熔接头的焊接缺陷和服役过程发展的缺陷会影响其安全运行,但传统针对金属材料的NDT方法难以对PE管道热熔接头的焊接质量进行有效检测。微波无损检测技术可以对非金属及其复合材料的结构和内部缺陷进行检测。文中简述了微波检测原理,对某城市燃气安装现场PE管热熔接头进行了微波检测,并对其中一道焊缝微波检测结果表征的异常位置进行了破坏性试验,微波检测结果与破坏性试验结果吻合度较高,验证了微波无损检测技术对热熔接头内部异常的检测准确性。

聚乙烯管道热熔对接接头的超声相控阵检测

在研究聚乙烯管道热熔对接接头超声检测中超声波反射规律的基础上,提出对该接头使用超声相控阵检测技术。研制了基于相控阵聚焦和超声实时成像技术的超声自动检测系统,通过液体楔块的声阻抗匹配,克服了聚乙烯材料声衰减严重和检测界面声能损耗对超声检测造成困难的问题。通过制作典型缺陷的聚乙烯接头缺陷试样,进行了可靠性测试和工艺试验,结果表明,提出的超声相控阵检测技术能可靠地检测出聚乙烯热熔对接接头中的典型缺陷。

聚乙烯管道热熔接头的超声波耦合聚焦检测技术

由于聚乙烯材料的声学特性、热熔接头的结构形状干扰以及未熔合缺陷对超声波响应不灵敏等因素,使热熔接头的超声波检测有效性未得到承认。在大量试验的基础上,提出一种针对聚乙烯管道热熔接头超声检测的方法—耦合聚焦技术。该方法是通过配制一种声速和声阻抗与聚乙烯相匹配的耦合剂,使球形曲晶片聚焦的声束通过耦合剂时产生会聚,在扫查时聚焦区能始终贯穿接头熔合区。通过大量带有典型缺陷试样的对比试验,验证该方法能可靠地检出热熔接头中1mm的体积型缺陷、1mm高的面积型缺陷,满足工程检测的需要。