焊缝缺陷对管母线导电性能和发热的影响研究

发布时间：2017-09-25 18:18

  本文关键词：焊缝缺陷对管母线导电性能和发热的影响研究

  更多相关文章： 管母线 焊缝缺陷 导电性能 发热 X射线检测

【摘要】：随着国民经济技术水平的提高,电网规模不断扩大,管母线在电网建设中得到广泛应用。管母线的焊接质量是影响其综合性能的关键因素,本文针对管母线焊缝中气孔、未焊透、裂纹等焊接缺陷,以220kV变电站普遍采用的φ150×7型管母线为例,采用X射线数字成像系统对实验样品进行检测,确定了焊缝缺陷类型和宏观尺寸,并对实验样品进行通流实验,利用红外热成像技术研究了不同类型焊缝缺陷对管母线发热的影响。本文首先根据220kV管母线的基本参数和特性,介绍了管母线的焊接工艺和焊接特性,分析了各种常见焊缝缺陷的基本特征和形成原因;其次,利用X射线数字成像系统对预先加工有焊接缺陷的实验样品进行检测,确定了X射线检测参数和照射方法,根据软件测量的数字图像中缺陷尺寸,推导了焊缝缺陷实际尺寸的计算公式;同时,根据电磁感应原理,利用升流器电流互感器对管母线实验样品加载电流,采用Fluke红外热像仪检测焊缝周围温度变化,分析了常见焊缝缺陷实验样品在不同负载电流下焊缝与周围温差的变化,并与无缺陷实验样品数据进行对比,得到了不同焊缝缺陷对管母线发热的影响程度和变化规律;最后,采用有限元方法对管母线二维温度场发热损耗进行了计算,分析了环境条件对管母线温度场的影响,得到了管母线二维温度场分布曲线;建立了不同焊缝缺陷的管母线三维有限元模型,分析计算了焊缝缺陷对管母线发热的影响,并与实验结果进行了对比,验证了仿真计算结果的可靠性,这对于管母线焊缝质量现场检测提供了重要方法和参考依据。
【关键词】：管母线 焊缝缺陷 导电性能 发热 X射线检测
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG441.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 管母线应用现状9-10
• 1.3 管母线国内外研究现状10-12
• 1.3.1 管母线结构设计和选型安装研究10-11
• 1.3.2 管母线电学性能研究11-12
• 1.3.3 管母线故障缺陷检测研究12
• 1.4 管母线焊接缺陷研究现状12-15
• 1.4.1 气孔缺陷研究现状12-13
• 1.4.2 未焊透、未熔合缺陷研究现状13-14
• 1.4.3 焊接裂纹缺陷研究现状14-15
• 1.5 本课题研究内容15-17
• 第2章 220kV管母线的基本特性17-23
• 2.1 220kV管母线结构参数17-18
• 2.2 管母线基本特性18-20
• 2.2.1 管母线的焊接特性18-19
• 2.2.2 管母线焊接缺陷19-20
• 2.3 管母线焊接工艺20-22
• 2.3.1 管母线焊接方法20
• 2.3.2 焊接接头设计20-21
• 2.3.3 焊前表面处理21-22
• 2.4 实验样品加工22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 管母线焊缝缺陷X射线检测23-30
• 3.1 X射线数字成像技术简介23-24
• 3.2 管母线焊缝缺陷尺寸标定24-27
• 3.2.1 管母线焊缝气孔缺陷尺寸理论计算24-25
• 3.2.2 管母线未焊透缺陷的理论计算25-26
• 3.2.3 管母线裂纹缺陷理论计算26
• 3.2.4 其他缺陷尺寸理论计算26-27
• 3.3 管母线焊缝缺陷检测实验27-28
• 3.3.1 检测参数确定27
• 3.3.2 管母线焊缝气孔缺陷检测27-28
• 3.3.3 管母线未焊透缺陷检测28
• 3.4 本章小结28-30
• 第4章 管母线焊缝缺陷发热检测实验研究30-43
• 4.1 红外热成像检测技术30-34
• 4.1.1 红外热成像技术原理30-32
• 4.1.2 红外热像仪32-33
• 4.1.3 红外热成像测温误差分析33-34
• 4.2 管母线实验样品电阻测量34-35
• 4.3 管母线样品通流实验35-37
• 4.3.1 实验仪器简介35-36
• 4.3.2 实验检测参数确定36-37
• 4.4 实验数据分析37-42
• 4.4.1 未焊透缺陷37-39
• 4.4.2 气孔缺陷39-40
• 4.4.3 裂纹缺陷40-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 基于有限元方法的管母线温度场仿真计算43-53
• 5.1 Algor软件介绍43
• 5.2 管母线发热损耗计算43-49
• 5.2.1 管母线模型参数44
• 5.2.2 电阻损耗求取44-45
• 5.2.3 温度场计算45
• 5.2.4 计算结果与分析45-47
• 5.2.5 环境温度对温度场的影响47
• 5.2.6 现场实测数据对比47-49
• 5.3 管母线焊缝缺陷发热计算49-52
• 5.3.1 管母焊缝三维有限元计算模型49-50
• 5.3.2 仿真结果分析50-51
• 5.3.3 实验数据对比分析51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 结论与展望53-55
• 6.1 结论53-54
• 6.2 进一步工作方向54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果59-60
• 致谢60

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本文编号：918875