奥氏体不锈钢焊缝超声检测方法研究
发布时间：2021-02-20 23:32
奥氏体不锈钢在工业领域内应用十分广泛,但其在焊接过程中时常会产生各种类型的缺陷,这些缺陷很容易导致生产事故的发生。超声检测可以有效地检测出焊缝中隐藏的缺陷,但由于奥氏体的晶粒尺寸粗大,由此产生的噪声会影响超声检测的效果。针对此问题,本文研究了奥氏体材料的特性及其对超声波的影响作用,并基于此提出了一种改进的降噪方法,提高了奥氏体焊缝超声检测结果的可信度。本文主要的研究内容如下:1、为了研究奥氏体焊缝的声学性能,首先分析了奥氏体晶粒的形成过程以及晶粒在多层焊道之间的生长情况,并基于此将焊缝接头划分成三个区域。然后制作了与这三个区域相对应的晶粒度试块,通过实际测试得到了试块的声学性能数据。这些数据反映了材料特性对超声波的影响作用,为课题的进一步研究奠定了基础。2、元高斯声束模型,通过仿真得到了超声波声压在焊缝中的分布结果。将焊缝中的奥氏体晶粒简化为微小反射体,根据以上超声波的声压分布和声学性能数据,推导出超声波的回波模型。在回波模型的基础上,研究了奥氏体晶粒的散射波特性,并以此改进了结构噪声的数学模型。3、噪声会严重影响超声检测的准确性,而传统降噪方法无法有效处理这种噪声。为了解决这个问题,...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
奥氏体不锈钢在不同领域中的应用
(a) 未焊透 (b) 气孔图 1-2 常见的奥氏体焊缝缺陷焊缝的失效容易引起各种安全问题，这会给工业生产造成极大的潜在威胁，常见的情况有压力容器和核电管道等重要部件的失效。例如核电站的奥氏体不锈钢回路管道上，即使发生一个简单的焊缝破裂事故，但如果处理不当，最终也可能会成为“极限事故”工况的导火索[6]。因此本文的选题背景为：大型的奥氏体不锈钢工件一般无法一次成形，需使用焊接的方法拼接而成。这些工件在一些重要场合中服役时，焊缝中的缺陷极易在载荷和腐蚀的作用下生长和扩大，最终导致焊缝发生泄露或者断裂的情况。为了避免因焊缝失效而造成生产事故，需要使用一种合适的检测方法，对奥氏体不锈钢工件的制造质量和服役情况进行可靠的安全评估，这对保护工业生产中的生命和财产安全具有重要的意义。1.1.2 无损检测表面裂纹和单面焊的未焊透等缺陷位于工件的表面，可以使用肉眼观察到。而上一小节中所述的四种缺陷也可能位于工件的内部，此时无法使用肉眼观察，需要使用特定
0D 、0H -- 锻造前的横截面积、直径、高度， 、 H -- 锻造后的横截面积、直径、高度。虑到试块加工完成以后，为了把试块加工成圆柱体，需要将试块侧面一定车床车除，同时保证试块上表面具有足够的面积，其直径需为已有探头直，因此最终确定的锻造比为 15。适的始锻温度可以提升金属的多项性能[29]，根据试块金属材料的临界温度温度设定为 1175℃。终锻温度如果过低，会使奥氏体不锈钢组织中析出碳形抗力增加，导致锻造时产生裂纹，一般的终锻温度为 850℃，但这在具难以精确控制的，最终现场实测的终锻温度为 810℃。具体的锻造温度曲为准。氏体不锈钢的固溶处理一般在 1050℃-1150℃的环境下进行，要求的晶粒较低的温度，反之则使用较高的温度。同时这个过程中的保温时间和最终有很大的关联，通常是两者之间呈正比。具体的热处理参数与最终获得的下文的表 2-2 所示。最终制作出的试块样品见图 2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]厚壁奥氏体不锈钢焊缝超声检测试块的制作和探头的调校[J]. 原栋文,刘学锦,牛向东. 石油化工设备技术. 2018(02)
[2]CEEMD和小波半软阈值相结合的滚动轴承降噪[J]. 王亚萍,匡宇麒,葛江华,许迪,孙永国. 振动.测试与诊断. 2018(01)
[3]在核电机组中使用衍射时差法超声检测（TOFD）代替部分系统射线检验的应用分析[J]. 徐聪,吴凯. 现代工业经济和信息化. 2016(17)
[4]基于改进的EMD超声信号降噪方法研究[J]. 张樯,周西峰,王瑾,郭前岗. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]CEEMDAN去噪在拉曼光谱中的应用研究[J]. 韩庆阳,孙强,王晓东,李丙玉,高群. 激光与光电子学进展. 2015(11)
[6]局部信息熵的快速混合测地区域活动轮廓模型[J]. 林喜兰,陈秀宏,肖林云. 计算机科学与探索. 2016(09)
[7]06Cr19Ni10奥氏体不锈钢球罐的焊接[J]. 范吉明. 企业技术开发. 2014(20)
[8]基于经验模态分解去噪的粗晶材料超声检测[J]. 李秋锋,黄攀,施倩,陈果,陈振华. 应用基础与工程科学学报. 2014(03)
[9]304奥氏体不锈钢涡流检测频率的优化[J]. 付检平,沈功田,于润桥,胡斌. 无损检测. 2013(07)
[10]宽频带窄脉冲TRL探头在奥氏体不锈钢焊缝超声检测中的优越性[J]. 卢威,聂勇,许远欢,尹鹏. 无损检测. 2013(06)
博士论文
[1]基于声束分析的超声检测中几个关键问题的研究[D]. 张杨.浙江大学 2012
[2]EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D]. 王婷.哈尔滨工程大学 2010
硕士论文
[1]面向在役工件的便携式超声检测系统研究[D]. 苗传用.浙江大学 2016
[2]奥氏体不锈钢焊缝的超声TOFD检测技术研究[D]. 谢长鸿.南昌航空大学 2015
[3]噪声背景下金属材料小缺陷超声检测关键技术的研究[D]. 叶钱.浙江大学 2015
[4]超声检测声场模拟[D]. 郑威.机械科学研究总院 2014
[5]奥氏体不锈钢焊缝韧性与组织规律性研究[D]. 王亚婷.南京理工大学 2012
[6]奥氏体不锈钢焊缝超声TOFD检测噪声信号特征研究[D]. 张帅.哈尔滨工业大学 2011
[7]奥氏体不锈钢焊缝中超声传播路径的模拟[D]. 沙正骁.哈尔滨工业大学 2010
[8]小波理论在厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测中的应用研究[D]. 孙晓娜.中国石油大学 2007
[9]基于多元高斯声束模型的超声检测声场模拟[D]. 于连洋.哈尔滨工业大学 2006
[10]未焊透缺陷压力管道安全评定工程方法研究[D]. 卢黎明.南昌大学 2006
本文编号：3043515
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
奥氏体不锈钢在不同领域中的应用
(a) 未焊透 (b) 气孔图 1-2 常见的奥氏体焊缝缺陷焊缝的失效容易引起各种安全问题，这会给工业生产造成极大的潜在威胁，常见的情况有压力容器和核电管道等重要部件的失效。例如核电站的奥氏体不锈钢回路管道上，即使发生一个简单的焊缝破裂事故，但如果处理不当，最终也可能会成为“极限事故”工况的导火索[6]。因此本文的选题背景为：大型的奥氏体不锈钢工件一般无法一次成形，需使用焊接的方法拼接而成。这些工件在一些重要场合中服役时，焊缝中的缺陷极易在载荷和腐蚀的作用下生长和扩大，最终导致焊缝发生泄露或者断裂的情况。为了避免因焊缝失效而造成生产事故，需要使用一种合适的检测方法，对奥氏体不锈钢工件的制造质量和服役情况进行可靠的安全评估，这对保护工业生产中的生命和财产安全具有重要的意义。1.1.2 无损检测表面裂纹和单面焊的未焊透等缺陷位于工件的表面，可以使用肉眼观察到。而上一小节中所述的四种缺陷也可能位于工件的内部，此时无法使用肉眼观察，需要使用特定
0D 、0H -- 锻造前的横截面积、直径、高度， 、 H -- 锻造后的横截面积、直径、高度。虑到试块加工完成以后，为了把试块加工成圆柱体，需要将试块侧面一定车床车除，同时保证试块上表面具有足够的面积，其直径需为已有探头直，因此最终确定的锻造比为 15。适的始锻温度可以提升金属的多项性能[29]，根据试块金属材料的临界温度温度设定为 1175℃。终锻温度如果过低，会使奥氏体不锈钢组织中析出碳形抗力增加，导致锻造时产生裂纹，一般的终锻温度为 850℃，但这在具难以精确控制的，最终现场实测的终锻温度为 810℃。具体的锻造温度曲为准。氏体不锈钢的固溶处理一般在 1050℃-1150℃的环境下进行，要求的晶粒较低的温度，反之则使用较高的温度。同时这个过程中的保温时间和最终有很大的关联，通常是两者之间呈正比。具体的热处理参数与最终获得的下文的表 2-2 所示。最终制作出的试块样品见图 2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]厚壁奥氏体不锈钢焊缝超声检测试块的制作和探头的调校[J]. 原栋文,刘学锦,牛向东. 石油化工设备技术. 2018(02)
[2]CEEMD和小波半软阈值相结合的滚动轴承降噪[J]. 王亚萍,匡宇麒,葛江华,许迪,孙永国. 振动.测试与诊断. 2018(01)
[3]在核电机组中使用衍射时差法超声检测（TOFD）代替部分系统射线检验的应用分析[J]. 徐聪,吴凯. 现代工业经济和信息化. 2016(17)
[4]基于改进的EMD超声信号降噪方法研究[J]. 张樯,周西峰,王瑾,郭前岗. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]CEEMDAN去噪在拉曼光谱中的应用研究[J]. 韩庆阳,孙强,王晓东,李丙玉,高群. 激光与光电子学进展. 2015(11)
[6]局部信息熵的快速混合测地区域活动轮廓模型[J]. 林喜兰,陈秀宏,肖林云. 计算机科学与探索. 2016(09)
[7]06Cr19Ni10奥氏体不锈钢球罐的焊接[J]. 范吉明. 企业技术开发. 2014(20)
[8]基于经验模态分解去噪的粗晶材料超声检测[J]. 李秋锋,黄攀,施倩,陈果,陈振华. 应用基础与工程科学学报. 2014(03)
[9]304奥氏体不锈钢涡流检测频率的优化[J]. 付检平,沈功田,于润桥,胡斌. 无损检测. 2013(07)
[10]宽频带窄脉冲TRL探头在奥氏体不锈钢焊缝超声检测中的优越性[J]. 卢威,聂勇,许远欢,尹鹏. 无损检测. 2013(06)
博士论文
[1]基于声束分析的超声检测中几个关键问题的研究[D]. 张杨.浙江大学 2012
[2]EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D]. 王婷.哈尔滨工程大学 2010
硕士论文
[1]面向在役工件的便携式超声检测系统研究[D]. 苗传用.浙江大学 2016
[2]奥氏体不锈钢焊缝的超声TOFD检测技术研究[D]. 谢长鸿.南昌航空大学 2015
[3]噪声背景下金属材料小缺陷超声检测关键技术的研究[D]. 叶钱.浙江大学 2015
[4]超声检测声场模拟[D]. 郑威.机械科学研究总院 2014
[5]奥氏体不锈钢焊缝韧性与组织规律性研究[D]. 王亚婷.南京理工大学 2012
[6]奥氏体不锈钢焊缝超声TOFD检测噪声信号特征研究[D]. 张帅.哈尔滨工业大学 2011
[7]奥氏体不锈钢焊缝中超声传播路径的模拟[D]. 沙正骁.哈尔滨工业大学 2010
[8]小波理论在厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测中的应用研究[D]. 孙晓娜.中国石油大学 2007
[9]基于多元高斯声束模型的超声检测声场模拟[D]. 于连洋.哈尔滨工业大学 2006
[10]未焊透缺陷压力管道安全评定工程方法研究[D]. 卢黎明.南昌大学 2006
本文编号：3043515
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