摘要：针对复杂海水环境中Q235结构物夹板裂纹,基于交流电磁场检测(ACFM)技术开展了水下可视化检测系统的设计及研究。基于COMSOL仿真分析选取了探头外壳材料。搭建硬件电路及设计缺陷识别及重构的软件系统。基于Q235材料样板上不同长度及不同深度的裂纹进行水下检测。结果表明:Q235材料的不同长度裂纹检测中长度误差和深度检测误差分别为8.53%和15.11%;不同深度裂纹检测中长度误差和深度检测误差分别为8.17%和13.9%。

摘要：根据超声内检测A扫描波形数据的形成原理,提出了基于阈值分割与峰值点提取相结合的A扫描波形数据压缩算法.1次数据压缩采用基于阈值分割的压缩算法,2次数据压缩采用基于峰值点提取的压缩算法,并分别采用传统的数据压缩指标和厚度计算结果来验证所提压缩算法的有效性.结果表明：在保证管壁厚度测量精度的条件下,压缩因子可达200~300;所提出的压缩算法简单、运算速度快,能够有效解决长距离输送管道超声内检测海量数据的实时压缩与存储问题.

摘要：针对利用快速傅里叶变换法处理管道超声检测信号的转换精度不高、容易误判等问题,提出了基于Hilbert-Huang变换的非线性、非平稳信号处理方法.对原始管道超声回波信号进行经验模态分解,将复杂信号分解为有限的几个固有模态函数,对其进行Hilbert变换得到HilbertHuang幅值谱,再对时间进行积分得到Hilbert-Huang边际谱,从而获取管道壁厚对应的频率信息.结果表明,所提出的方法相较于快速傅里叶变换法的精度更高,并满足管道壁厚的检测要求.

摘要：我国现役超超临界(Ultra-supercritical,USC)火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体耐热钢与镍基合金/奥氏体耐热钢构成的异种钢焊接接头(Dissimilar metal welded joints,DMWJs)。生产实践表明,大量的DMWJs在服役7万~10万h后发生早期失效,使用寿命远低于设计寿命30年或20万h。DMWJs早期开裂事故的频发,不仅对机组的安全运行造成极大危害,而且给发电企业带来了巨大的经济损失和负面的社会影响,同时也反映了当前对异种钢焊接,尤其是DMWJs高温服役性能的认识仍存在不足。为深入解析DMWJs的早期失效原因,回顾并总结了国内外近20年对9-12%Cr钢/镍基合金、9-12%Cr钢/奥氏体耐热钢DMWJs在高温蠕变、高温疲劳等高温力学性能方面的研究结果;分别从环境温度、加载应力、DMWJs的热力学特性、焊接残余应力、微观组织演变等方面,总结了不同因素对DMWJs高温断裂模式和断裂特征的影响,详细阐述了DMWJs在高温蠕变和疲劳条件下的断裂机理,归纳了当前较流行的高温断裂损伤物理模型及其发展应用。最后,本文建议了两种较为有效的可改善接头高温力学性能的方法,并对未来的研究方向进行了建议和展望。

摘要：针对以快速傅里叶变换为代表的常用二阶统计量在处理输油管道腐蚀超声回波信号时经常出现大量误差的问题,详细研究了管道超声回波信号的形成原理,并运用波动理论对回波信号进行特征分析,提出了基于1.5维谱估计的非最小相位系统与非高斯信号处理方法,并对管壁正常位置、出现内壁腐蚀和外壁腐蚀位置分别进行了逐点扫描检测及超声回波信号分析,同时给出了一种特殊的管壁腐蚀临界位置回波信号处理方法.单点检测和多点连续检测实验结果表明,1.5维谱估计算法分析输油管道腐蚀超声回波信号时,能够有效克服快速傅里叶变换算法的弊端,获取的壁厚相对误差在2%以内,C扫描图像能够清晰地显示管道的腐蚀情况,满足输油管道腐蚀剩余壁厚的检测要求.

摘要：针对管道焊接过程中焊接规范变化的特点,建立了不同区位焊接电流与焊枪高度的数学模型,提出了可变增益的PID(Proportion Integration Differentiation)多模型控制算法,设计了基于模糊切换规则的多模型控制器.试验结果表明,高低跟踪系统的稳态和动态性能良好,可实现不同焊接规范下焊矩高度的实时跟踪控制,保证了焊接过程的稳定性,改善了焊接质量.

摘要：为了满足南海深水油气田开发的需要,研制了以焊接工作站为核心的深水海底管道铺设焊接系统。焊接工作站配备2套独立的双炬焊接系统,焊接小车外形尺寸小、质量轻,特别适合于海管铺设工程应用。焊接工作站控制系统采用CANOpen现场总线和网络技术,不仅增加了系统柔性和可靠性,而且实现了现场焊接设备的远程监督。

摘要：针对管型结构物维修的需要,研制了摩擦叠焊设备,该设备由焊接主轴、定位床身、固定鞍座和支撑框架等四个部分组成。其中,摩擦焊接主轴以及定位床身锁紧机构采用液压驱动,而定位床身的主轴轴向移动和周向旋转采用伺服电机驱动。焊接主轴采用液压马达和液压油缸,分别完成作为摩擦焊接耗材的塞棒所需要的旋转和进给两个运动,芯轴设计成为内部空心结构,从而减轻重量、减小转动惯量。定位床身主要由轴向驱动机构、旋转驱动机构、锁紧机构等组成,可以携带焊接主轴实现轴向移动和环向旋转,并且在任意待焊位置进行可靠的锁紧。摩擦焊接主轴控制子系统不仅成功地实现了主轴转速、进给速度和压力等焊接参数的自动控制,而且自动焊接程序可以根据塞棒烧损长度设置合适的焊接参数组合。定位床身控制子系统采用Ⅲ尤对伺服电机进行控制,通过人机界面触摸屏进行操作。最后,采用该设备进行了成功的管道焊接试验,包括钻孔和摩擦叠焊。

摘要：针对大型工程项目当中的大口径、大厚壁、深窄间隙坡口的管道对接需求,设计了一款窄间隙TIG(NG-TIG)焊枪,并实现高效率焊接。该枪体为非对称的一体化扁平式结构,在间隙宽度为10 mm、深度15 mm的U形坡口内进行焊接试验,发现在窄间隙焊接过程中出现了焊缝成形不连续、焊缝出现气孔及电弧不稳等问题。为了达到理想的焊接工艺效果,文中通过Fluent软件进行了数值模拟仿真分析,对窄间隙TIG焊枪的保护气输送通道及其出口布局进行了结构优化,并且在与传统TIG焊枪的保护气体流量及运动轨迹等方面进行对比后,发现保护气体在钨极周围均匀向外扩散,且速度与传统TIG焊枪的气体保护状态接近,从而确定了窄间隙TIG焊枪的气体保护结构。结果表明,焊枪在焊接电流为120 A,焊接速度为100 mm/min,气体流量在25 L/min的焊接工艺参数下电弧稳定、无飞溅,焊缝成形美观无缺陷。

摘要：摩擦叠焊单元成型的工艺参数对接头表面成形及其性能有着决定性的影响。进行了大量焊接工艺试验,考查了各种参数组合下的焊接接头质量,对比各焊接参数下接头的微观组织、宏观形貌和焊接压力,分析缺陷出现的原因并提出改善方法。结果表明:主轴转速在3500r/min以上,焊接速度40mm/min以上的范围内,得到的焊接接头组织致密均匀,缺陷少;圆头圆底的形状组合能带来比其他组合更好的接头质量。焊缝区域材料在接头底部"过渡区域"的流动性较差,而且缺陷大多出现在此,采用圆头圆底形状组合能够明显改善这一现象。焊接压力变化也对焊接质量影响很大,在合适的参数组合作用下,得到的焊接压力变化过程与实际焊接过程中金属材料的加热、塑化、凝固的变化过程对应。