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PAUT和TOFD探伤响应与各种材料微观结构变化的比较研究
  • 发布日期:2018-10-17      浏览次数:344
    • 摘要

      不断变化的市场和不断发展的电力部门不断需要降低成本和减少大气排放。这导致了世界范围内提高发电厂效率的动力。 y从而减少排放,提高成本效益。这就要求材料具有更好的高温和高强度性能。这些新的和关键的马 设备需要可靠的无损检测技术,以提供更准确的缺陷检测。

      在所有的无损检查方法中,先进的超声检查(paut和tofd)与常规的超声检查一样,是可靠的体积检查方法之一。 常用和先进的材料。材料微观结构的变化影响材料的声学性能,导致材料的衰减、散射、信噪比等变化。热处理 和机械工作(冷或热)修改

      材料的微观结构。这提供了热处理、机械加工和超声波检测反应之间的关联。

      超声检测存在着与材料微观结构有关的固有缺陷。微观结构的变化会引起不同的超声响应。 衰减,速度,散射,信噪比。此外,已有的热处理和机械加工对材料微观结构的改善也起着关键的作用。因此一家公司 热处理与超声响应的变化之间往往存在一定的相关性。

      本文旨在对工业用各种材料的微观结构变化的超声响应变化进行独特的研究。样本h 采用不同的热处理周期对材料进行了热处理,研究了材料的微观结构变化与声响应之间的关系。进一步调查d 一是提高Paut和TOFD的可检测性。

      关键字

      超声波检测,相控阵超声检测,无损检测,信噪比

      1.介绍

      NDT的主要目标是检测和描述组件中的缺陷,以确保组件符合所需的质量标准,从而适合其预期的服务。有几个 用于体积检测的无损检测技术有:RT(射线检测)、UT(超声检测)、POUT(相控阵超声检测)、TOFD(飞行时间绕射)。然而, Paut、TOFD或两者的结合在体积检测中的应用越来越多,因为它具有多功能性、成本效益和灵敏度高等优点。 缺陷[1-2]我们知道,在许多因素中,材料的微观结构在影响超声系统性能方面起着非常重要的作用。这也是一个众所周知的事实。 不同热处理周期对材料的微观结构有很大的影响。因此,热处理、材料组织和性能等因素之间存在着密切的相互作用。 Paut,TOFD测试具有晶粒结构的多晶材料会引起衰减和背向散射。显著改变系统的超声响应。两相邻晶粒间的界面存在于多晶金属中的晶界,会引起传播的散射。 超声波引起的衰减和噪声回波。有时,即使是噪音回波也可以强到足以掩盖来自小指征的缺陷回声[3]。

      因此,更好地理解诸如热处理、随后的微结构变化以及它如何影响测试性能等因素是无损检测人员感兴趣的问题。这是我们的目标 在实验中,研究了不同热处理方式对材料微观结构的影响及其与Paut和TOFDs反应的相互作用。本研究c 有助于了解各因素之间的相互作用,从而有助于设计更好的检查制度[4]。

      实验性研究

      为本研究确定了一种普通低碳钢板作为本工作的试件。首先,用光学发射光谱法对样品进行了制备和分析,以确定样品的等级。 材料。通过机械加工中插入SDH模拟人工间断,得到POT和TOFD响应。不同的热处理周期试图在mi中产生变化。 并获得晶粒大小的变化。每次热处理后,在板内进行了详细的冶金和声学研究,并对paut和tofd的参数进行了几次变化。 了解这些参数与微结构变化的相关性以及优化超声响应的可能性。

      2.1 材料,原料:

      本研究选用的材料为普通低碳钢(ASTM编号SA 516 Gr 70),是在轧制条件下提供的。良好的可焊性,在结构和电源方面有着广泛的应用。 埃克特是选择这种材料的主要原因。

      2.2 用光学发射光谱法测定化学成分,

      确定了SA 516 Gr的物质级。70分析了DIM标准方样品中的化学成分。 如表1所示,尺寸为30x30毫米

      Element

      Percentage (%)

      Element

      Percentage (%)

      C

      0.234

      Mo

      0.0076

      Si

      0.216

      Ni

      0.015

      Mn

      1。289

      Cu

      0.041

      P

      0.022

      Al

      0。042

      S

      0.019

      As

      0.0061

      Cr

      0.021

      B

      0.00042

      Co

      0.0055

      Ti

      0。0020

      Nb

      0。0023

      V

      0。0018

      Sb

      0.0040

      W

      0。014

      Sn

      0.0013

      Zr

      0.0012

      表1.能谱法测定SA 516 Gr 70的化学成分

      2.3 超声研究用样品的制备

      采用直径为1.5mm的SDHs和尺寸为290x145x25mm的1/4 T板作为超声研究的人工反射器,为不同Bea的超声研究提供了更多的通用性和相同的反射效果。 M角(T=板厚)。详细的示意图如下:

      图1.样本的模式视图

      2.4 热处理

      该板材在不同阶段进行多次热处理,在试样中产生微结构变化。热处理采用电阻线圈加热,试样w。 在两边都有足够的绝缘,以防止热量损失和急剧的温度梯度。用校准的热电偶和温度记录仪对热处理参数进行监测。INSI 用电容放电法将表面热电偶和外表面热电偶附加在样品上。我们已采取足够的措施,使样本在隔热的情况下冷却,以维持温度。 缓慢冷却速度。采用退火热处理是因为它通过三种不同的退火过程使材料的显微组织和相应的力学性能发生变化。 G:回复、再结晶和晶粒长大。在个热处理周期中,进行亚临界退火,在随后的两个循环中,全退火随着时间的增加而进行。 在等待时间。如表2所示的退火条件。

      热处理循环

      热处理类型

      退火处理                     温度(C)

      浸泡时间(min)

      HT-1

      过程~2i亚临界退火处理

      650 ±10

      180

      HT-2

      完全退火

      950 ±10

      185

      HT-3

      完全退火

      950 ±10

      370

      表2。热处理用退火条件

       

       

      2.5 显微组织调查与硬度测量

      在轧制条件下,在每次退火处理之后,对试样进行切割和制备,进行显微组织观察和硬度测量

      2。5。1 样品制备

      使用带锯机从板材上切割纵向和横向的样品,然后使用不同粒度的金刚砂纸对样品进行抛光,首先使用粗粒度,然后使用细粒度。后,在金刚石抛光机上使用金刚石悬浮液作为磨料进行抛光。然后用2~(3~)nTi(98~3-乙醇-~(^)2~3-硝酸)对样品进行刻蚀

      2。5。2 显微组织研究

      使用光学显微镜在200倍放大的样品进行了研究。微观结构研究的结果如下

      a。 轧制条件

       
       

       图3纵向方向(200倍)

       
       

       图4横向方向(200倍

      b. 热处理后1(HT-1)

       
       

       图5纵向方向(200倍)

       
       

       图6横向方向(200倍)

      c. 热处理后2(HT-2)

       
       

       图7纵向方向(200倍)

       
       

       图8横向方向(200倍)

      d. 热处理后3(HT-3)

       

       
       

       图9纵向方向(200倍)

       
       

      图10横向方向(200倍)

           

             

           

          

           

       

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