核电奥氏体不锈钢窄间隙焊缝缺陷超声定性及定量检测

发布时间：2024-04-20 09:03

　　奥氏体不锈钢主管道是压水堆核电站的关键结构,其安全性备受关注。主管道连接采用窄间隙自动焊技术,焊接过程中电弧轴向与焊缝侧壁夹角小,易形成侧壁未熔合。侧壁未熔合危害性较大,因此必须对其实施无损检测。相控阵超声检测(Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT)技术对核电主管道奥氏体不锈钢窄间隙焊缝(Narrow Gap Weld of Austenitic Stainless Steel,NGWASS)进行检测具有一定优势。利用超声波对NGWASS进行检测时,不同深度的弹性各向异性晶粒会引起不同程度的结构噪声和散射衰减,降低检测信噪比,使缺陷的定性和定量更加困难。为解决上述问题,基于电子背散射衍射(Electron Back-Scattered Diffraction,EBSD)观测结果建立NGWASS模型,研究体积型和面积型缺陷超声成像特征,实现缺陷的定性表征,进一步研究不同深度侧壁未熔合的相控阵检测参数优化及信号后处理方法,对侧壁未熔合进行精准定量。主要研究内容如下:(1)针对NGWASS试样进行宏观、微观金相和EBSD观测,结果表明,奥氏体不锈钢母材由细...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.3采用窄间隙自动焊技术进行主管道焊接

“窄间隙焊接”一词最早是由Meister在1966年提出的[9],日本压力容器研究委员会规定:窄间隙焊接是针对壁厚大于30.0mm的钢板,放置时焊缝之间的间隙小于板厚,并采用自动化电弧焊进行焊接(规定当板厚小于200.0mm时,坡口宽度小于20.0mm;板厚超过200.0....

图1.4奥氏体不锈钢晶粒宏观金相[23]

当采用多层多道焊方法对奥氏体不锈钢焊缝进行焊接时,在熔池中首先形成晶核,合金元素的存在会使奥氏体γ相在冷却过程中出现过冷现象,受温度差的影响,晶粒沿着不同的过冷温度方向快速生长,形成晶粒取向各异的粗大柱状晶。受冷却速度及冷却时间不同的影响,不同区域的晶粒结构及取向不同。图1.4为....

图1.5晶粒超声散射效应示意图

奥氏体不锈钢中相邻晶粒的各向异性不同使晶界不连续,从而形成声阻抗不同的异质界面,超声波在其中传播时会产生不同程度的散射,如图1.5所示[24]。散射理论指出[25],超声波在材料中传播时的散射强弱和晶粒尺寸的大小是有关的,根据平均晶粒直径和超声波波长的比值不同可以分为瑞利散射、随....

图1.6三种散射类型散射幅度与晶粒尺寸的关系[25]

从图中可以看出,当的值小于1/3的时候,散射机制为瑞利散射,散射幅度随着值的增加而增大,当晶粒尺寸小于波长1/10时,超声波受材料中的晶粒散射作用较小[25]。当的值介于1/3和3的时候,散射机制为随机散射,此时超声波的散射及能量衰减较强。当的值大于3时,散射机制为漫散射,声能的....

本文编号：3959188