聚乙烯电熔接头的超声波检测

聚乙烯(PE)管道广泛应用于城市燃气输送.接头焊接质量直接影响接头的力学性能.笔者在电熔焊接接头检测中首次发现接头内部存在一条由微小气泡造成的特征线,此特征线与电阻丝之间的距离与接头的焊接程度有明确的对应关系.在此基础上,提出一种全新的接头焊接超声检测表征方法.试验表明,该方法可以有效应用于聚乙烯管道焊接工艺研究和接头冷焊和过焊的质量检测.     

聚乙烯管道电熔焊接缺陷的PAUT与DR检测研究

采用相控阵超声检测技术(PAUT)和数字射线检测技术(DR)对含有不同焊接缺陷的聚乙烯管道电熔焊接接头进行无损检测,通过分析不同焊接缺陷的特征图谱,探讨了PAUT和DR检测聚乙烯管道各类焊接缺陷的优劣性。试验结果表明PAUT对聚乙烯管道电熔焊接存在的工艺缺陷(冷焊、过焊)、孔洞、夹渣和未熔合缺陷都具有较高的缺陷检出率,尤其是针对不同程度的工艺缺陷,具有较高的检测灵敏度,但是对孔洞、夹渣和未熔合等体积型缺陷定性较难;DR对聚乙烯管道电熔焊接存在的孔洞、夹渣、未熔合及过焊缺陷具有较高的缺陷检出率,检测结果直观可靠,但是对冷焊缺陷的检出率较低。     

聚乙烯管道电熔焊接及超声相控阵检测技术

介绍了聚乙烯管道的电熔焊接技术,对聚乙烯管道电熔焊工作原理进行了阐述,对影响焊接质量的因素进行了分析.在影响焊接接头质量的因素可,能量偏差、环境温度、操作不当等是最为主要的因素,直接导致了未熔合、金属丝错位、孔洞、夹杂及冷焊等缺陷的出现.阐述了超声相控阵技术实现电熔焊接头的缺陷识别,对缺陷超声相控阵信号特征进行了分析,并通过实际的检测信号验证了特征分析的准确性,从而为保证聚乙烯管道焊接接头质量提供了一种可靠的技术手段.     

超声相控阵技术对聚乙烯管道焊接接头的检测研究

介绍了聚乙烯管道焊接常用的热熔焊接及电熔焊接的工作原理,对焊接过程中常见的缺陷形式进行了总结。另外,着重介绍了超声相控阵技术在聚乙烯焊接接头缺陷检测中的应用,并采用该技术对聚乙烯电熔焊接时常见的电熔夹杂、电熔冷焊、电熔过焊、电熔承插不到位、电熔孔洞及聚乙烯热熔焊接时出现的热熔夹杂、热熔孔洞、热熔未熔合等缺陷进行了表征分析,结果显示,超声相控阵技术可有效对聚乙烯焊接时常见缺陷进行识别,且表征结果具有可追溯性。     

焊接缺陷对聚乙烯管道焊接接头强度的影响

聚乙烯燃气管道由于其耐腐蚀、柔性好、施工效率高等优良特性,已逐渐在城镇燃气运输中取代钢制管道,成为主要的输送方式。聚乙烯管道的安装主要采用电熔和热熔焊接方式,存在的主要焊接缺陷有过焊、冷焊、氧化皮未去除、电阻丝错位、孔洞等,文中研究了不同焊接缺陷对聚乙烯焊接接头强度的影响程度及影响机理。采用拉伸、压扁、SEM和EDS测试方法对带有人为缺陷的焊接接头进行分析测试。拉伸、压扁力学性能结果表明,影响聚乙烯管道焊接接头强度的主要缺陷为冷焊、过焊、氧化皮未去除、电阻丝错位,其中氧化皮未去除对接头强度的影响最大,为正常焊接断裂应力的0.4%;SEM和EDS测试结果表明,含有氧化皮的管材分子链易交联、断链,流动性差,热氧老化的硬质斑块和机械划伤阻碍了聚乙烯母材大分子链的扩散,同时在紫外线、光、热等作用下,氧与聚乙烯表面分子链发生反应,形成大量羟基自由基团,使得聚乙烯分子链发生热氧老化和降解,大大降低了聚乙烯接头强度。     

聚乙烯管道电熔接头焊接过程温度场分析

电熔焊接是聚乙烯燃气管道常用的连接技术之一.电熔焊接过程的温度场分布对接头的强度和寿命有着重要的影响.文中建立了聚乙烯管道电熔焊接接头的一维非稳态整体传热模型,综合考虑聚乙烯比热容、密度和热导率的温度非线性,电阻丝与聚乙烯的热导率以及实时输入功率随温度变化对温度场的影响.结果表明,利用文中的方法可以准确地预测电熔焊接过程的温度场,跟踪焊接功率的实时变化情况.     

聚乙烯管道电熔接头超声检测

由于聚乙烯材料超声波衰减系数大,以及电熔接头中金属丝信号对检测的干扰,使得传统的超声检测方法并不能有效地检出聚乙烯电熔接头中的各类缺陷。采用超声相控阵动态聚焦,结合B扫查成像技术,可以解决上述难题。将超声检测图像与接头实剖图进行对比,证明该方法能可靠地检出聚乙烯电熔接头中的各类缺陷,并在聚乙烯管道安装工程的实践检测中得到进一步验证。     

一种确定聚乙烯电熔焊接时间的新方法

聚乙烯电熔焊接输入热量直接影响焊接界面强度,对于固定的焊接电压,焊接时间是决定焊接界面强度的关键参数。针对现有确定焊接时间方法存在的问题,提出了一种确定聚乙烯电熔焊接时间的新方法,通过超声相控阵方法测量特征线至表面的距离,确定管内熔融区深度,并以此确定聚乙烯电熔焊接时间。结果表明,该方法充分考虑到环境温度、装配间隙、焊接电压、电阻丝电阻等各种偏差,可保证基本的界面焊接强度,采用该方法确定的聚乙烯电熔焊接时间值比采用推荐值要准确,更适应实际工程。     

聚乙烯电熔接头超声相控阵检测缺陷自动识别方法

分析了金属电阻丝成像机理与识别方法,建立了聚乙烯电熔接头缺陷形态特征与超声图谱之间的对应关系。基于数学方法定量表征了缺陷的参数,提出一种缺陷自动识别的方法,并设计了相应软件。通过对大量带未知缺陷的接头的检测、识别和解剖,验证了所提出的缺陷自动识别方法的有效性。结果表明,该方法对含多种缺陷的接头识别准确率达93.9%,对含有单一缺陷的接头识别准确率达100%。     

聚乙烯管道电熔接头的超声相控阵成像及缺陷特征

为了提高基于超声相控阵的聚乙烯管道电熔接头的图像特征识别和自动缺陷检测效率,提出采用K均值聚类算法和数学形态学相结合的图像处理方法,实现了对超声相控阵检测图像的处理. K均值聚类算法可以有效地实现图像的整体分割,数学形态学处理能够平滑图像边缘,得到相对完整独立的缺陷成像区域. 结果表明,所提出的方法不需要训练样本,只需根据数据本身的属性进行自我训练,可靠性较高. K均值聚类算法和数学形态学相结合能较完整地将多种缺陷信息从图像中分离出来,为聚乙烯管道电熔接头缺陷的自动评价提供了新方法,具有较好推广价值.     

聚乙烯管道电熔焊接的温度场模型

聚乙烯管道焊接过程中,温度场的分布对焊接的质量有重要影响。本文在分析了聚乙烯管道电熔焊接过程的基础上,提出了焊接过程中热量传输的数学模型,采用完全隐式差分方法对电熔焊接过程中的瞬态温度场进行了数值模拟,并利用热电耦温度自动采集系统对焊接时的温度场变化进行了实时自动检测。通过实际测量值和模型预测值的比较表明,所建立的数学模型是合理的,计算结果与实际测试结果基本吻合,这一模型的提出有助于焊接质量的保证     

ICP-AES光谱法判断5A03焊丝和2A10铝丝混料的方法

5A03焊丝焊接5A02防锈铝合金导管时存在焊丝中错混2A10铝丝的现象。在不损坏导管的前提下,采用导管的内腔焊缝进行原位打磨粉末方法,利用ICP-AES光谱分析粉末中的化学成分,将Cu元素的质量分数作为区分5A03焊丝和2A10铝丝有无混料的特征元素,并建立不同导管管径下焊缝处Cu元素的质量分数变化的规律。结果表明:管径越大,粉末中Cu元素质量分数总体越小;在同样管径下,2A10混料情况越多,粉末中Cu元素质量分数是逐步增加的;对于?42~60 mm的铝管,当焊缝粉末中Cu元素质量分数大于0.06%,可判断焊接时至少有1个定位点混料发生,当Cu元素质量分数大于2%,可判断焊接时焊丝全错用成2A10。     

Using flux-cored wires in multi-arc welding

The mathematical model of non-linear thermal processes in multi-arc welding of electric welded pipes is described. The model can be used for evaluating the changes in the structure of the welded joint produced using flux-cored wires. The microalloying elements are analysed and the results are used for studying the effect on the mechanical properties of the weld metal. Welded joints are microalloyed through the flux-cored wire, positioned on one arc in multi-arc welding. The results indicate that it is highly efficient to use the flux-cored wire in welding high-strength pipe steels for microalloying the welded joint and decreasing the heat input in welding.     

X-65钢级管线接头对接焊技术的研究

介绍了采用不同焊料和在不同焊接条件下进行的X-65钢级无缝管的对接焊试验。试验表明：采用特殊的接头焊接技术焊接的X-65钢级管线，可以输送酸性油、气；采用纤维素焊条焊接的地下管线，焊接头可不进行热处理；若焊前先将接头预热，可保证焊缝的冲击韧性；采用碱性药皮焊条和焊前接头预热的施焊方法，焊接的空间管道接头热应力小。     

角度指示计在小径管焊缝椭圆透照中的应用

对于电站锅炉受热面小径管焊缝接口的射线检测,由于其管排结构及检测效益问题,使得分段多次透照方法不适用。按照有关检测规程,采用椭圆透照法对其进行检测。通过理论分析得出在管径、理论焦距及焊缝宽度一定的情况下,焊缝影像的开口间隙仅与透照角度相关。通过自制的角度指示计,对X射线检测设备进行了改装,并运用于实际检测中。结果发现,通过对透照角度的控制,焊缝影像的开口间隙得以保证,提高了根部缺陷的检出率;角度计的使用灵活、方便,减小了测量误差,缩短了测量时间,提高了工作效率,具有一定的推广价值。     

HG70高强度钢与HS-70焊丝的焊接分析

研究了HG70钢与HS-70焊丝焊接后焊缝的焊接结合性能和使用性能,在拘束焊接条件下,采用HS-70型焊丝,试验钢板的焊接接头的拉伸、硬度和冲击韧性试验结果表明:HG70钢和HS-70焊丝的焊接接头具有较低的裂纹敏感性,结合性能良好,其焊接接头具有优良的力学性能,具有了优良的焊接匹配性.     

固定管斜45°氩电联焊操作要点

以尺寸为Ф114 mm×8 mm的20钢无缝钢管为例,介绍了管件对接斜45°氩电联焊的焊前准备、组对和定位焊接、打底焊接及填充与盖面焊接的工艺要点,说明了避免缺陷的焊接操作技巧和注意事项。结果表明,氩弧焊和传统的电弧焊两者的结合互补充分体现了各自的优点。利用氩电联焊方法进行钢管斜45°全位置焊接很好的验证了该方式的效果和可行性,有效降低了施工强度,提高了焊接生产效率;进一步验证分析实际工作中的应用效果和可行性。     

镁合金激光氩弧复合热源冷填丝焊接工艺

研究了镁合金的低功率激光-氩弧复合热源冷填丝焊接工艺.通过5 mm厚镁合金板材的堆焊试验,研究了焊接电流、焊接速度、钨极高度和热源距离等参数对焊缝成形和焊接熔深的影响,确定了钨极高度为0.75 mm,热源间距DLA为1.2 mm左右的焊接参数范围;在堆焊基础上,进行了2.5 mm厚镁合金板材的对焊试验,实现了单面焊双面成形,焊接速度达1 200 mm/min,焊接接头熔深为单TIG冷填丝接头熔深的两倍,抗拉强度达到母材的95%左右,实现了高速、优质的镁合金冷填丝焊接.另外,简要分析了激光的加入对焊接过程的影响.     

高铬镍合金钢管的焊接工艺

从理论上分析了化工生产装置上使用瑞典产的高铬镍合金钢管(904L)的耐蚀性,904L合金钢完全具备较高的耐晶间腐蚀、点蚀和耐应力腐蚀断裂能力。介绍了其焊接环境要求、坡口形式以及工艺规范,焊接的工艺措施及焊后检查。该焊接操作工艺对高铬镍合金钢管焊接生产有指导意义。