在线评估压力容器材料属性的超声波无损检测技术文献综述
2020-05-06 16:49:33
文献综述 1.1 研究背景及意义 压力容器是具有爆炸危险的特种承压设备,承受着高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质的高压力,在石油、化工、钢铁、造纸、医药、食品和城市公用等行业得到了广泛使用。
在加工以及服役状态下,压力容器往往呈现明显的非线弹性特点,且高温蠕变以及其他环境因素会直接影响压力容器材料的本构曲线。
为保证压力容器的安全运行,近年来关于压力容器损伤在线检测的研究越来越来多,而怎样实现高效、快速、安全的检测依旧是一个仍需深入研究的问题。
用于高温结构蠕变损伤的无损检测技术主要有:磁性无损检测技术、复膜金相技术、涡流检测、超声检测技术。
相较于其他几种技术超声检测技术具有独特的优势,比如适用于各种金属材料和复合材料,不仅能够获得材料表面微观信息,并且能够获得结构内部的微观信息,检测方便,仪器设备方便携带,检测系统便于实现数字化和自动化等特点[1]。
压力容器主要零部件大多由板件冲压、卷制成形,在外部载荷变化和因为温度、压力波动导致的材料属性变换的作用下,板件内部的微小缺陷可能会快速生长,进而造成疲劳破坏。
并且很多压力容器的内部工作环境都处于高温高压的恶劣条件下,例如用于高温锅炉管道、汽轮机关键部件的T92/P92钢[2],所以容器蠕变状态的检测对于生产的安全和正常运作意义非凡。
于一旦停车就会产生巨大经济损失的化工生产行业,对容器结构和材料属性进行实时在线的无损检测,并对监测结果进行分析计算从而知晓容器的蠕变状态等健康数据是很有意义的。
金属材料不同蠕变状态下,材料的力学性能也不同,即弹性模量和泊松比会改变。
通过测量材料中相速度的大小来确定材料的弹性模量和泊松比(逆问题),就可以知晓材料的蠕变状态,研究逆问题之前必须建立起相应材料的频散方程和频散曲线(正问题)。