聚乙烯燃?xì)夤艿离娙劢宇^缺陷的超聲檢測(cè)及安全評(píng)定.pdf

1、聚乙烯燃?xì)夤艿离娙劢宇^(以下簡稱電熔接頭)在管道連接中大量使用,其質(zhì)量直接影響管道系統(tǒng)運(yùn)行的安全性.然而,迄今為止電熔接頭還沒有可靠的無損檢測(cè)方法,電熔接頭缺陷的安全評(píng)定仍處于空白狀態(tài),因此,開展聚乙烯燃?xì)夤艿离娙劢宇^缺陷的超聲檢測(cè)及安全評(píng)定研究對(duì)確保使用量不斷上升的城市聚乙烯燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)行具有重要意義. 本文以國家科技支撐計(jì)劃課題"生命線工程安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究及工程示范"項(xiàng)目(2006BAK02801-03)為依托,較為

2、系統(tǒng)地研究了電熔接頭缺陷的超聲檢測(cè)和安全評(píng)定方法,完成的主要工作為: (1)電熔接頭缺陷分類研究.通過解剖大量含缺陷的電熔接頭,將電熔接頭缺陷分為熔合面缺陷、孔洞、金屬絲錯(cuò)位、冷焊四類,并分析了每類缺陷的成因,提出了相應(yīng)的預(yù)防措施. (2)超聲相控陣對(duì)電熔接頭缺陷檢測(cè)精度及可靠性研究.從超聲原理角度分析出超聲相控陣技術(shù)對(duì)電熔接頭熔合面缺陷、孔洞及金屬絲錯(cuò)位具有較好的檢測(cè)能力;從超聲試驗(yàn)角度驗(yàn)證出相控陣技術(shù)及B掃描實(shí)時(shí)成像

3、的超聲檢測(cè)方法對(duì)金屬絲上方≥1.0mm、金屬絲信號(hào)之間≥1.0mm以及金屬絲信號(hào)下方≥2.0ram的缺陷有100﹪的檢出率;對(duì)熔合面缺陷、金屬絲上方的孔洞及金屬絲錯(cuò)位的定量、定位精度可達(dá)0.5mm,對(duì)金屬絲下方孔洞的定量、定位精度可達(dá)1.0mm,可以用于工程實(shí)踐. (3)電熔接頭冷焊檢測(cè)方法研究.通過對(duì)比大量超聲檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果,在國際上首次發(fā)現(xiàn)了電熔接頭中的冷焊特征線,并提出了"冷焊特征線檢測(cè)法".試驗(yàn)表明,冷焊特征線的位置會(huì)隨焊

4、接條件的變化而規(guī)律性地改變,可用于冷焊的檢測(cè)和表征. (4)含缺陷電熔接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)研究.結(jié)果表明,缺陷長度≤60﹪(L,電熔套簡單邊熔焊區(qū)長度,mm;)的熔合面缺陷對(duì)電熔接頭拉伸及短期爆破的失效模式幾乎沒有影響,接頭受軸向拉伸時(shí)均發(fā)生外冷焊區(qū)管材的頸縮,短期爆破時(shí)均發(fā)生管材的韌性破壞;焊接能量(焊接時(shí)間或功率)越小,接頭韌性剝離面積、剝離力及剝離能越小,冷焊越嚴(yán)重,但焊接能量過大時(shí)又會(huì)造成接頭材料的劣化,剝離力和剝離能反而

5、降低;缺陷越大,剝離能越低,缺陷大小相同時(shí),含中間焊區(qū)缺陷的試樣的剝離時(shí)間最短,剝離力最小,剝離能也最低;內(nèi)壓作用下接頭根據(jù)缺陷類型的不同有兩種失效模式:沿套筒壁厚方向的開裂和沿熔焊面的開裂,前者對(duì)應(yīng)同內(nèi)冷焊區(qū)貫通的缺陷,后者對(duì)應(yīng)嚴(yán)重冷焊缺陷;夾泥、未刮氧化皮及過大的裝配間隙會(huì)嚴(yán)重影響焊接接頭的質(zhì)量. (5)電熔接頭缺陷的安全評(píng)定研究.在電熔接頭超聲檢測(cè)和力學(xué)性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,初步提出了電熔缺陷的表征及評(píng)定方法.不與內(nèi)冷焊區(qū)貫通