超声波技术在压力容器焊缝检测中应用试验研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目超声波技术在压力容器焊缝检测中应用试验研究作者姓名陈小哲学科专业化工过程机械指导教师郭奇教授2015年5月中图分类号：TG115.28学校代码：10216UDC：620密级：公开工学硕士学位论文超声波技术在压力容器焊缝检测中应用试验研究硕士研究生：陈小哲导师：郭奇教授申请学位：工学硕士学科专业：化工过程机械所在单位：环境与化学工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinChemicalProcessMachineryEXPERIMENTRESEARCHONTHEAPP

2、LICATIONOFULTRASONICTESTINGTECHNOLOGYINWELDINGDETECTIONOFTHEPRESSUREVESSELSbyChenXiaozheSupervisor:ProfessorGuoQiYanshanUniversityMay,2015燕山大学工学硕士学位论文燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《超声波技术在压力容器焊缝检测中应用试验研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要

3、贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《超声波技术在压力容器焊缝检测中应用试验研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属

4、于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要石油化工行业离不开压力容器，其安全性直接关系到人们的生命和财产安全。压力容器中诸多角接接头的焊接结构比较复杂、受力状况差，检测难度大，漏检率高。国家《锅炉和压力容器安全监察规程》早年有规定，设备主要受压焊缝中不允许有角焊缝。随着科学技术的发展和新材料的应用，近些年许多设备中出现了承受压力的角焊缝。这就对角焊缝的检测提出了新要求，2013年新出版了国家标准，但国标中框架性的指导原则多，对诸多行业存在的各种类型的承压角焊缝检测缺少具体的指导细则，由于角焊缝位置的特殊性，一般的探

5、测方法容易造成缺陷的漏检和误判，选择一种适合的探伤方法，是保证角焊缝检测质量的关键。本文先用MATLAB绘制了超声波声场的声压分布情况，比较了变换不同参数时声压分布的变化规律，为探头的选择提供了准确合理的依据；而后分析了焊缝裂纹缺陷的形成原因及基本特征，并通过检测7组带有不同深度的预制裂纹的平板对接焊缝试件，研究了裂纹类缺陷的定量、定位方法，提出用回归分析法消除测量不确定度的定量法，对在役设备的安全检测有较大参考价值。对于角焊缝的检测，本文研究的这种工程上常见T型角焊缝试件为单面开坡口型式，标准中没有完全对应的类型，需要参照相关类型焊缝的检测规定，而且国标是原则性条

6、款，没有具体的检测细则和工艺。本文详细分析了角接接头的结构特征，通过试验对比分析研制了一套角焊缝检测工艺，主要研究了检测面及探头的选择、检测及探头移动区域的范围、DAC曲线的制作等具体的检测细则等内容。随后通过检测3组带有预制裂纹的角接接头试件，验证了其合理性。此检测工艺还对企业在用设备进行了检测，面对复杂的设备结构，课题试验时先用磁记忆检测仪扫查角焊缝，再用超声波扫查，提高了检测效率与准确率。用图形绘制了缺陷的具体位置，更加直观，便于此类缺陷的定位、定性、定量的判断。针对超声检测不同缺陷定性难的问题，本文分析了不同类缺陷的基本特征，分析对比了其波形特点，分析了7组

7、不同裂纹的深度、宽度的试件对检测波形的影响。总结了一种定性分析方法，用该方法能较准确判断出缺陷类型。最后，因干扰信号不利于评判工件质量，本文采用小波分析法将这些噪声成功去除，通过比较不同的去噪参数，获得了适合超声波信号降噪的最佳小波函数、阈值以及阈值处理法等优化参数，并提出一种新的小波阈值函数，提高了信噪比。关键词：超声检测；对接焊缝；角焊缝；定量分析；定性分析；小波分析。AbstractAbstractThepressurevesselsarenecessitiesinthepetrochemicalindustry,anditssecurityisdirec