亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        鋁制承壓設(shè)備焊縫的TOFD檢測

        2020-12-25 02:52:00黃文大胡德友
        無損檢測 2020年11期
        關(guān)鍵詞:側(cè)孔試板底片

        程 茂,仇 飛,黃文大,毛 煒,梁 全,胡德友

        (1.浙江省特種設(shè)備科學研究院,杭州 310020;2.浙江省特種設(shè)備安全檢測技術(shù)研究重點實驗室,杭州 310020;3. 浙江智?;ぴO(shè)備工程有限公司,湖州 313200)

        在鋁制承壓設(shè)備的無損檢測方法中,能夠檢測焊縫內(nèi)部缺陷的方法主要有射線檢測和超聲檢測[1]。射線檢測有較多優(yōu)點,能較為直觀地表現(xiàn)出缺陷的形狀和尺寸,便于對缺陷進行定性定量研究,但是射線檢測也有一定的局限性,檢測效率較低,同時只宜檢測體積型缺陷,難以檢測間隙很小的裂紋和未熔合缺陷,以及工件內(nèi)部的分層性缺陷[2]。此外,射線檢測過程中產(chǎn)生的射線對人體有害,需要采取防護措施[3],生產(chǎn)膠片需要耗費銀和石油資源,長期檢測產(chǎn)生大量的底片,需要占用場地保存,暗室處理使用的化學藥水會污染環(huán)境等[4],這些缺點都影響著射線檢測技術(shù)的發(fā)展。

        與射線檢測相比,超聲檢測具有面積型缺陷檢出率高、檢測速度快、成本低、使用安全、儀器體積小、重量輕、使用方便、適宜檢測厚壁焊縫等優(yōu)點[5]。超聲檢測通過觀察脈沖回波來獲得缺陷信息,缺陷位置根據(jù)回波的位置來確定,其在缺陷定性方面存在一定的困難[6]。在定量方面,缺陷的當量尺寸及指示長度與實際缺陷尺寸誤差較大,因為影響波高的因素較多,所以容易夸大良性缺陷的危害,且無直接檢測記錄[7]。鑒于射線檢測和超聲檢測的缺點,鋁制承壓設(shè)備需要一種更合適的無損檢測技術(shù)。

        超聲波衍射時差法(TOFD)是近年來興起的一種無損檢測技術(shù),其檢測結(jié)果可以記錄保留,已在鋼制承壓設(shè)備焊接接頭的無損檢測中得到較多的應(yīng)用。但目前國內(nèi)缺少鋁制承壓設(shè)備焊接接頭TOFD檢測的實際應(yīng)用案例,且尚無關(guān)于TOFD技術(shù)在鋁制承壓設(shè)備應(yīng)用中的相關(guān)國家標準和行業(yè)標準,因此,文章對不同厚度并且含有多種焊接缺陷的模擬試板進行TOFD檢測,將檢測結(jié)果與射線檢測的結(jié)果相比較,以驗證該技術(shù)用于鋁制焊接接頭檢測的可靠性。

        在實際檢測過程中,部分壓力容器由于內(nèi)件遮擋或因結(jié)構(gòu)原因無法實施100 %射線檢測。如果能夠使用TOFD技術(shù)進行檢測,則可以確保焊縫得到100 %檢測。另外,相比于射線檢測,TOFD技術(shù)可以與制造過程中的焊接等其他工序同步進行,無需人員的避讓和夜間作業(yè),可以大大減少產(chǎn)品制造過程中的停工期。

        1 鋁制承壓設(shè)備焊縫特點及模擬缺陷

        鋁合金的表面容易氧化,產(chǎn)生阻礙焊接的氧化膜,由于表面氧化膜的存在,一方面會妨礙母材熔化和熔合,易造成夾渣、未熔合、未焊透等缺陷;另一方面會吸水分,易使焊縫出現(xiàn)氣孔[8]。鋁及其合金的熱導(dǎo)率和比熱容均約為碳鋼和低合金鋼的兩倍多,是奧氏體不銹鋼的十幾倍。在焊接過程中,大量的熱量被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部,形成較大的焊接熱影響區(qū);當熔池凝固時,體積收縮率較大,易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋等缺陷,同時焊件的應(yīng)力和變形相應(yīng)增加,直接影響焊接質(zhì)量。此外,鋁在液態(tài)時能溶解大量的氫,固態(tài)時幾乎不溶解氫,液態(tài)和固態(tài)下的氫溶量相差近20倍,鋁的低熔點和良好的導(dǎo)熱性導(dǎo)致焊接熔池的凝固時間短,氫來不及溢出,極易形成氫氣孔[9]。

        文章針對鋁合金焊接過程中產(chǎn)生的主要缺陷類型制作了含有不同模擬缺陷的試板。試板母材采用5083-H112鋁鎂合金,焊材采用牌號為ER 5183的鋁鎂焊絲,試板厚度分別為10 mm和30 mm。母材機械性能符合標準GB/T 3880.1-2012 《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材 第一部分:一般要求》,化學成分符合標準GB/T 3190-2008 《變形鋁及鋁合金化學成分》,焊材質(zhì)量符合標準GB/T 10858-2008 《鋁及鋁合金焊絲》。厚度為10 mm的試板的焊接方法采用鎢極氣體保護焊(GTAW),保護氣體為氬氣,焊縫寬度為10 mm(包括熱影響區(qū));厚度為30 mm的試板的打底層焊接方法采用GTAW,覆蓋層采用熔化極氣體保護焊(GMAW),保護氣體為氬氣,焊縫寬度為30 mm(包括熱影響區(qū))。模擬試板外觀如圖1所示,紅色箭頭所指方向為試驗過程中探頭的掃查方向。

        圖1 模擬試板外觀

        2 表面盲區(qū)及鋁合金聲速

        2.1 盲區(qū)試塊及聲速測量

        為確定應(yīng)用TOFD技術(shù)檢測鋁合金焊縫時的盲區(qū)高度,制作了200 mm×200 mm×19 mm(長×寬×厚)的鋁合金盲區(qū)試塊,標記A,B,C,D共4個側(cè)面,每個側(cè)面均有2個側(cè)孔,每個側(cè)孔直徑均為2 mm。A面?zhèn)瓤?的埋藏深度為1 mm(深度規(guī)定為側(cè)孔的上沿距離上表面的距離),側(cè)孔2埋藏深度為5 mm。同理,B面?zhèn)瓤?埋深為4 mm,側(cè)孔2埋深為8 mm;C面?zhèn)瓤?埋深為3 mm,側(cè)孔2埋深為7 mm;D面?zhèn)瓤?埋深為2 mm,側(cè)孔2埋深為6 mm。盲區(qū)試塊及四個側(cè)面的側(cè)孔分布如圖2所示。

        圖2 盲區(qū)試塊及其4個側(cè)面的側(cè)孔分布

        使用HS700數(shù)字式超聲波探傷儀及直探頭,在盲區(qū)試塊無孔洞處進行縱波聲速測量,測量結(jié)果如圖3所示。試板厚度測量結(jié)果為19 mm,與實際一致;聲速測量結(jié)果為6 365 m·s-1,與理論值6 320 m·s-1相差45 m·s-1,誤差率僅為0.71%。

        圖3 鋁合金聲速測量結(jié)果

        2.2 上表面盲區(qū)

        經(jīng)過計算和試驗對比,厚度為10 mm的試板宜采用頻率為15 MHz,直徑為3 mm的探頭,主聲速角度為70°的楔塊。聚焦深度為2t/3(t為試塊的厚度) 時,探頭間距為36.6 mm。由于探頭的前沿長度為14 mm,焊縫寬度為10 mm,為保證掃查時楔塊不接觸到焊縫,探頭間距設(shè)置為43 mm,此時聚焦深度為7.82 mm。試驗測得該探頭直通波覆蓋厚度為4.5 mm[見圖4(a)],可檢測最小深度為2.1 mm[見4(b)],比實際側(cè)孔深度深0.1 mm。

        圖4 探頭上表面盲區(qū)高度測量結(jié)果

        厚度為30 mm的試板宜采用頻率為5 MHz,直徑為6 mm的探頭,主聲速角度為60°的楔塊,聚焦深度為2t/3,探頭間距為69.3 mm。試驗測得該探頭直通波的覆蓋厚度為8.4 mm[見圖4(c)],可檢測最小深度為3.2 mm[見圖4(d)],比實際側(cè)孔深度深0.2 mm。由于上表面盲區(qū)不可避免,檢測時可對焊縫進行雙面掃查以覆蓋上表面盲區(qū)。

        2.3 下表面盲區(qū)

        下表面盲區(qū)主要指軸偏離底面盲區(qū)。由于焊縫具有一定的寬度,底面偏離檢測區(qū)域的缺陷的檢測信號到達接收探頭的時間在底波之后,因而被底波淹沒不能檢出。按TOFD檢測一收一發(fā)的方式布置探頭,超聲波衍射信號傳輸時間相等的位置構(gòu)成一個橢圓軌跡。軸偏離底面盲區(qū)如圖5所示,圖5中的橢圓軌跡為與底波信號傳輸時間相等的衍射點的位置(圖中發(fā)射探頭與接收探頭對稱于焊縫中心線布置,S為探頭至焊縫中心線的距離,H為工件厚度),如果缺陷在橢圓以外的區(qū)域,則缺陷信號出現(xiàn)在底波之后,無法檢出。此外還需說明,橢圓軌跡上超聲衍射信號傳輸時間相等的特性除了會導(dǎo)致軸偏離底面盲區(qū)的存在外,還會導(dǎo)致深度測量出現(xiàn)誤差。

        圖5 軸偏離底面盲區(qū)示意

        該盲區(qū)的重要特點是其高度與距兩探頭中心線的相對距離x(即軸偏離值)有關(guān),由圖5可知,距中心線越遠,盲區(qū)高度就越大。在檢測焊縫時,檢測區(qū)域的最大軸偏離值是熱影響區(qū)至焊縫中心的距離。軸偏離值為x時的軸偏離底面盲區(qū)高度Δh可按式(1)計算。

        (1)

        厚度為10 mm的試板檢測范圍的邊界距離焊縫中心5 mm,此時按式(1)計算得Δh為0.23 mm,標準NB/T 47013.10-2015 《承壓設(shè)備無損檢測 第10部分:衍射時差法超聲檢測》要求Δh小于1 mm,因此無需進行偏置非平行掃查。厚度為30 mm的試板檢測范圍的邊界距離焊縫中心15 mm,此時按式(1)計算得Δh為1.65 mm,因此需要進行偏置非平行掃查。由于焊縫有余高,探頭最多只能接近焊縫邊緣,此時偏置量最多為5 mm,計算得Δh為0.72 mm,符合標準要求。

        依據(jù)探頭在鋁合金中的縱波聲速和上下表面盲區(qū)的測量結(jié)果,通過計算和試驗對比,對于不同厚度的試板,探頭楔塊參數(shù)的選擇如表1所示。

        表1 不同厚度試板的探頭楔塊參數(shù)

        3 兩種檢測方法結(jié)果對比

        3.1 厚度為10 mm的試板檢測結(jié)果

        分別用射線檢測技術(shù)和TOFD檢測技術(shù)對厚度為10 mm的模擬缺陷試板進行檢測,掃查方式均為非平行掃查。不同缺陷類型的射線檢測底片與TOFD檢測圖譜如圖611所示,總計14個缺陷,圖譜只展現(xiàn)直通波至底波區(qū)域。其中序號為5,6和12的缺陷由于底片模糊,故放大顯示。

        圖6 密集氣孔和單個氣孔缺陷底片及TOFD顯示

        圖7 氣孔和夾鎢缺陷底片及TOFD顯示

        圖8 未熔合和條形缺陷底片及TOFD顯示

        射線檢測可以判斷缺陷的性質(zhì)和長度,圖6~11中的14個缺陷包含1處密集氣孔、3處氣孔、1處夾鎢、2處條形、2處未熔合、3處未焊透、2處裂紋。TOFD檢測可以得到缺陷的長度、深度和自身高度。RT(射線檢測)與TOFD檢測結(jié)果的對比如表2所示(表中單個氣孔以點為單位統(tǒng)計)。由表2可知,射線檢測得到的缺陷長度與TOFD檢測得到的缺陷長度基本一致。

        圖9 未焊透缺陷底片及TOFD顯示

        圖10 裂紋缺陷底片及TOFD顯示

        圖11 氣孔、條形缺陷和未熔合缺陷底片及TOFD顯示

        表2 10 mm厚試板的RT與TOFD檢測結(jié)果對比 mm

        3.2 厚度為30 mm的試板檢測結(jié)果

        分別用射線檢測技術(shù)和TOFD檢測技術(shù)對厚度為30 mm的模擬缺陷試板進行檢測,掃查方式均為非平行掃查。射線底片與TOFD檢測圖譜如圖12~16所示,總計16個缺陷。TOFD圖譜只展現(xiàn)直通波至底波的區(qū)域。其中序號為9的缺陷由于底片模糊,故放大顯示。TOFD圖譜中的部分缺陷在底片中并未得到體現(xiàn),說明對于相同的焊縫,TOFD檢出率要高于射線檢測。

        圖12 密集氣孔、未熔合和密集夾鎢缺陷底片及TOFD顯示

        圖13 未熔合和密集夾鎢缺陷底片及TOFD顯示

        圖14 夾鎢、未熔合和未焊透缺陷底片及TOFD顯示

        圖15 條形缺陷和氣孔缺陷底片及TOFD顯示

        圖16 裂紋和夾鎢缺陷底片及TOFD顯示

        圖12~16中的16個缺陷包含1處密集氣孔、2處氣孔、3處密集夾鎢、1處夾鎢、2處條形、5處未熔合、1處未焊透、1處裂紋。RT與TOFD檢測結(jié)果的對比如表3所示,由表3可知,對于自身高度較高的缺陷,射線檢測得到的缺陷長度與TOFD檢測得到缺陷長度基本一致。但是對于自身高度較小的缺陷,射線檢測得到的缺陷長度明顯小于TOFD的。說明對于厚度越大的焊縫,自身高度越小的缺陷在底片上越難顯示,但TOFD檢測卻不受此影響,這也反應(yīng)出TOFD技術(shù)在較厚的工件檢測中比較有優(yōu)勢。

        表3 30 mm厚試板的RT與TOFD檢測結(jié)果對比 mm

        4 結(jié)語

        通過對兩種厚度并含有模擬缺陷的試板進行試驗對比分析,發(fā)現(xiàn)TOFD檢測技術(shù)不僅能將所有缺陷檢出,而且可對缺陷的長度、深度及自身高度等參數(shù)進行定量,并且缺陷檢測率高于射線檢測,說明了TOFD檢測技術(shù)可以適用于鋁制承壓設(shè)備厚度為1030 mm焊縫的檢測。

        猜你喜歡
        側(cè)孔試板底片
        大厚度DH36高強海工鋼GMAW+SAW 焊接接頭的微結(jié)構(gòu)與力學性能
        模擬焊后熱處理溫度對Q345R鋼板焊接接頭的焊接殘余應(yīng)力及力學性能的影響
        舊底片
        海燕(2021年4期)2021-03-24 02:08:32
        基于正交試驗的炮口制退器結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能分析
        一座城的70年時光底片
        華人時刊(2019年19期)2020-01-06 03:23:00
        2.25Cr-1Mo-0.25V鋼焊縫擴散氫分布試驗
        壓力容器(2019年1期)2019-03-05 11:12:06
        骨水泥強化空心側(cè)孔螺釘固定技術(shù)的研究進展
        平移殼體側(cè)孔旋轉(zhuǎn)軸的計算研究
        一種122mm炮口制退器的設(shè)計方法及應(yīng)用
        試板幾何尺寸及熔敷比對焊條脫渣率的影響
        焊接(2015年2期)2015-07-18 11:02:38
        中文字幕有码高清| 亚洲国色天香卡2卡3卡4| 国产真人无码作爱视频免费| 国产午夜精品久久久久99| 亚洲中文字幕在线精品2021| av无码精品一区二区乱子| 在线视频日韩精品三区| 产美女被爽到高潮免费a| a级毛片100部免费观看| 91av手机在线观看| 九色精品国产亚洲av麻豆一| 青青草在线这里只有精品| 国产日产精品一区二区三区四区的特点| 污污污污污污污网站污| 日本人妻av在线观看| 9久久婷婷国产综合精品性色 | 天美传媒一区二区| 任你躁国产自任一区二区三区 | 国产丝袜美腿在线播放| 特级精品毛片免费观看| 国产又爽又黄的激情精品视频| 亚洲乱码中文字幕综合| 久久九九精品国产av| 免费人成再在线观看视频| 精品亚洲欧美高清不卡高清| 国产一区二区三区白浆肉丝| 日日噜噜夜夜狠狠va视频v| 韩国v欧美v亚洲v日本v | 欧美成人三级一区二区在线观看| av网站可以直接看的| 青青草骚视频在线观看| 国内精品自在自线视频| 日本激情网址| 成人久久精品人妻一区二区三区| 高清偷自拍亚洲精品三区| 伊人网视频在线观看| 午夜在线观看一区二区三区四区 | 国产一区二区三区av香蕉| 日本强伦姧人妻一区二区| 日韩内射美女人妻一区二区三区 | 色偷偷av亚洲男人的天堂|