管子-管板接头射线数字成像检测技术分析

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1、天津大学硕士学位论文第一章绪论1．1课题研究背景第一章绪论管子一管板接头是列管式换热器和列管式反应器主要联结结构，它是确保换热器两种换热介质隔离和密封的重要接点。在制造换热器过程中，换热管与管板之间采用胀接+焊接的形式，焊接接头的质量直接影响换热器的运行状况n’21。为了保证设备的安全运行，需要对管子一管板接头进行定期检验和监督。由于管子一管板接头的焊缝(简称管板角焊缝)周边的结构比较复杂，焊缝区域较小，选择适合检测焊缝内部质量的方法更是尤为重要。1．1．1常用的无损检测方法检测试件的缺陷常用的无损检测方法包括射线检测法(RT，RadiologiealTesting)、超声检测法

2、(UT，UltrasonicTesting)、磁力检测法(MT，MagneticparticleTesting)、涡流检测法(ET，EddycurrentTesting)、渗透检测法(PT，PenetrateTesting)等口吲。(1)射线检测法射线检验是利用射线(X射线、Y射线、中子射线等)穿透物体过程中具有一定的衰减规律，根据通过工件各部位衰减后射线强度检测工件内部缺陷的一种方法。不同物体其衰减程度不同，衰减的程度由物体的厚度、物体的材料品种以及射线的种类而定。当使用射线种类固定后，衰减后射线强度取决于被检工件厚度和工件的密度b1。如果混进不易吸收射线的异物或存在气泡时，这

3、些地方射线就容易透过。(2)超声波检测超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测来了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。这种方法是利用超声振动来发现材料或制件内部(或表面)缺陷的。根据超声振动的不同调制方法可划分为连续波和脉冲波；根据不同的振动和传播方式超声振动又可分为纵波、横波、表面波和兰姆波四种形式；根据声波的发射和接收条天津大学硕士学位论文第一章绪论件的不同，又可分为单探头法和双探头法，这些方法都可用于检测缺陷。由于超声检测具有成本低、可应用范围广的特点，近些年在国内外得到普遍重视和迅速发展。

4、如自动化超声检测在核电站、海底管道、石油化工和大型飞机零件方面发展很快，这其中包括核电站压力容器、管道、海底管道和海上平台腐蚀与氢致裂纹的自动超声检测。由于其成本低、可进行非接触测量、对被测介质无影响，环境适应能力强等，所以应用超出其它检测方法，也非常广泛，但其也存在对缺馅的定量或定性分析尚存在一定困难，在近表面存在死区等缺点。(3)磁力检测法磁力检测法一般可以分为两种：一是磁粉探伤，二是漏磁探伤。磁粉探伤的基本原理是：利用焊件磁化后在缺陷的上部会产生不规则的磁力线这一现象来判断焊缝中缺陷的位置。当焊缝中无缺陷时，磁力线必然是平行地通过焊件，并无不规则现象，而当焊缝中存在缺陷时，

5、磁力线就会围绕缺陷产生不规则的畸变。若在焊缝表面撒上细小的针状铁粉，则焊缝缺陷上部的铁粉就会聚集起来，根据铁粉的分布情况，就可以确定缺陷的位置。磁粉探伤的优点是：对钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常有效：设备和操作均较简单：检验速度快，便于在现场对大型设备和工件进行探伤；检验费用也较低。缺点是：仅适用于铁磁性材料；仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度；对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。漏磁检测的基本原理是：对被检试件进行局部磁化，当材料表面出现裂纹或坑点等缺陷时，形成缺陷表面局部区域的漏磁场，漏磁信号随缺陷几何形状的不同而变化，采用像霍尔器件这样的磁

6、传感器组成的检测电路来检测漏磁场的变化，根据测得的漏磁信号就可判别缺陷情况。漏磁无损检测包括正演和反演。正演即缺陷漏磁场分析，是已知源和缺陷形状求磁场的分布；反演指缺陷的重构，由给定的漏磁场数据评估缺陷的形状参数，从而实现缺陷检测的定量化进而可视化。漏磁检测法由于具有对缺陷有较高检测灵敏度，检测速度快，对试件表面清洁度要求不高，且成本低、操作简单等优点，因此被广泛应用在部队装备、管道和压力容器等铁磁性材料的无损检测中。其不足之处在于其反演的不适定性(不具有唯一解)。(4)，涡流检测法涡流检测的工作原理是：将工件处于交变磁场的作用下，由于电磁感应的结果会在工件中产生涡流。涡流产生的

7、磁场将削弱主磁场，形成叠加磁场。工件中存在的缺陷会使涡流发生变化，也会使叠加磁场发生变化，反应叠加磁场变化的天津大学硕士学位论文第一章绪论测量线圈。人们根据磁场的变化来判断焊缝的缺陷。其原理图以及涡流线圈与工件的三种位置示意图如图1-1所示。涡流检测在国内近年来发展较快，它适宜生产流水线，能自动地进行金属材料表面缺陷的检测和分析，配合现代化分析方法，实现复杂的涡流信号的分析和缺陷分类，减少了人为误差，其微小变化的涡电流经放大后用仪表指示出来，便可显现缺陷的存在与尺寸。但是影响涡流