聚乙烯管焊接接頭冷焊超聲檢測特征線成因研究.pdf

1、天然氣作為一種高效、清潔能源，在我國的一次能源消費中所占比重將穩(wěn)步上升。而天然氣的廣泛使用，必然會對運輸天然氣的管道提出更高要求，尤其是遍布在城鎮(zhèn)居民區(qū)附近的城鎮(zhèn)管網(wǎng)。
　　聚乙烯管具有使用壽命長、抗應力開裂性良好、成本低和多種全新非開挖施工方式等優(yōu)點，已經(jīng)成為城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的首選。然而隨著聚乙烯管的大量使用，出現(xiàn)的問題也越來越多，其中管道連接處失效約占管道總失效的2/3。冷焊是焊接接頭中最危險的缺陷形式之一，基于特征線的超聲相控陣

2、技術可以很好地對冷焊進行無損檢測。針對冷焊檢測技術的核心—特征線，目前已有研究探明了特征線的移動規(guī)律，但其成因尚未知曉。
　　本文在國家自然科學基金“聚乙烯管道電熔焊接接頭超聲檢測特征線的形成機理研究”(項目編號:51305394)的支持下，結合理論分析、微觀結構觀測和宏觀性能測量等研究方法對特征線成因展開研究，完成的主要工作如下:
　　(1)根據(jù)超聲波垂直入射到界面的反射理論，結合特征線的移動規(guī)律，確定特征線處為異質(zhì)薄層界

3、面反射。從熱歷史角度出發(fā)，推測特征線處形成異質(zhì)薄層的可能原因主要有界面形成微晶和沿界面取向。
　　(2)采用差示掃描熱分析儀模擬焊接過程，得到與焊接接頭不同區(qū)域熱歷史相同的試樣，對模擬試樣進行了場發(fā)射掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀測試驗。掃描電鏡觀測結果表明特征線處晶粒大小并未發(fā)生明顯變化，結晶形態(tài)存在差異;而透射電鏡觀測結果表明特征線處存在晶粒取向。
　　(3)測量了與特征線成因相關的宏觀性能:彈性模量。彈性模量采用深度