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摘 要:本文通过对夹具的加压杆施加压力,加压杆下压管内填充物,填充物被压后产生形变,变形后的填充物向焊缝部位施压直至爆裂,检测焊缝准确受压的强度检测方法研究,通过对夹具的设计、填充物尺寸、硬度、材料和合适试验速度进行试验测定。
关键词:焊缝;爆破检验;填充物
1.引言
目前核电发展方向为高燃耗、长周期、低泄漏。焊接件在堆内安全运行很关键,焊缝的密封性及强度直接影响组件质量和堆内安全,对焊缝进行准确的强度检测,以判定其是否满足耐压设计要求,将为产品的质量提供有力保障。
目前在国际上对管焊缝检测采用微观金相、腐蚀试验和爆破试验等破坏性试验来保证焊缝的质量。目前国内普遍采用气体爆破,液体爆破检验方法,这两种爆破检验方法安装样品过程复杂,耗时较长,作为生产过程质量检验控制,检验效率较低。本文通过对夹具的加压杆施加压力,加压杆下压管内填充物,填充物被压后产生形变,变形后的填充物向焊缝部位施压直至爆裂,检测焊缝准确受压的强度。经过试验验证,检测数据稳定可靠,该检测方法在安全性、操作效率及成本控制上具有很大优势。
2.方法原理
2.1方法原理
试验机压头对爆破夹具的加压杆施加压力,加压杆向下压缩爆破填充物,填充物被挤压后产生形变,变形后的填充物向焊缝部位施压。为此,专门设计了一种爆破检验用的夹具,爆破检验夹具包括管的护套、垫圈、加压杆、加压头、填充材料、堵头。
图1爆破试验原理图
2.2设备及辅具和材料
压力试验机、固定样品的夹具、焊接样品、润滑剂、软塑胶圆柱块、密封片。
2.3试验步骤
将涂适量润滑剂的软圆柱块放入管内,将密封片放置在软塑胶圆柱块上,把管放在夹具的护套里,试验机施加压力,破裂时的最大压缩力作为检测到样品焊缝的爆破力。
2.4试验方案
查阅相关材料,如法国、德国采用软朔胶圆柱块,试验速度不易过快,塑胶块长度与爆破样品长度相适应,材料硬度适中。对影响检验的一些参数如填充物尺寸、硬度和试验速度等参数进行试验
3.测试结果分析
3.1爆破试验结果分析
试验方案1的设计,主要用来验证试验速度对结果可能产生的影响,试验结果如图2所示。
由图2的对比可以看出,试验选择的6个点,其最大压力和变形区长度没有规律性变化或趋势,说明试验速度对实验结果没有起到明显的影响作用,在操作方便安全的情况下选择速度大一点做爆破试验,检测速度能快一点,有利于生产需要。
试验方案2采用不同的填充物硬度作为试验点,以寻找填充物合适的硬度范围。试验结果如表3所示。
从图3可以看出,随着填充物硬度的逐渐增大,爆破检验后,爆破压力和变形区域没有明显的变化。但是在填充物的硬度达到一定程度时,爆破压力有点增大,但变形区的变化比较明显,并且管与整个堵头分离,并且放在护套里的管也严重变形,这是由于填充物硬度过高,在压缩时,其端部出现墩粗回卷变形,而且沿轴向发生扭曲变形,这些就导致了破裂点的错位及管变粗,所以填充物硬度不易过大,不适用于做爆破试验的爆破材料。
试验方案3,采用相同的试验速度、不同填充物长度的试验,爆破检测数据无明显差异,试验后填充物的形貌如图4所示。
图4 不同硬度爆破填充物试验后样貌图
按照胡克定律,填充物在弹性限度内发生形变时,其形变量跟引起形变的外力成正比。从图4中填充物缺口看出,在合适的硬度情况下,硬度低的材料变形大,其爆破后切割缺口宽度较大,这也是符合理论规律。
材料硬度不同,则倔强系数不同,这样在爆破时需要发生的形变不一样。但如图4所示的对比可以看出,填充物的不同长度可以满足不同硬度条件下的试验,这说明填充物长度只要能够保证足够的形变,都是合适的。
4.结论
4.1使用固体爆破检测具有很宽的适用条件,试验速度条件比较宽,建议不要太大,试验速度太大存在安全隐患,试验速度太小导致检测效率低。
4.2 填充物长度只要能够保证足够的形变,都是合适。
4.3 爆破材料硬度不能过高,会导致爆破材料不规则变形,影响爆破结果。
参考文献:
[1]ANF-4010 132室USW样品的内压试验。
[2]GB/T 7314-2005金属材料室温压缩试验方法。
关键词:焊缝;爆破检验;填充物
1.引言
目前核电发展方向为高燃耗、长周期、低泄漏。焊接件在堆内安全运行很关键,焊缝的密封性及强度直接影响组件质量和堆内安全,对焊缝进行准确的强度检测,以判定其是否满足耐压设计要求,将为产品的质量提供有力保障。
目前在国际上对管焊缝检测采用微观金相、腐蚀试验和爆破试验等破坏性试验来保证焊缝的质量。目前国内普遍采用气体爆破,液体爆破检验方法,这两种爆破检验方法安装样品过程复杂,耗时较长,作为生产过程质量检验控制,检验效率较低。本文通过对夹具的加压杆施加压力,加压杆下压管内填充物,填充物被压后产生形变,变形后的填充物向焊缝部位施压直至爆裂,检测焊缝准确受压的强度。经过试验验证,检测数据稳定可靠,该检测方法在安全性、操作效率及成本控制上具有很大优势。
2.方法原理
2.1方法原理
试验机压头对爆破夹具的加压杆施加压力,加压杆向下压缩爆破填充物,填充物被挤压后产生形变,变形后的填充物向焊缝部位施压。为此,专门设计了一种爆破检验用的夹具,爆破检验夹具包括管的护套、垫圈、加压杆、加压头、填充材料、堵头。
图1爆破试验原理图
2.2设备及辅具和材料
压力试验机、固定样品的夹具、焊接样品、润滑剂、软塑胶圆柱块、密封片。
2.3试验步骤
将涂适量润滑剂的软圆柱块放入管内,将密封片放置在软塑胶圆柱块上,把管放在夹具的护套里,试验机施加压力,破裂时的最大压缩力作为检测到样品焊缝的爆破力。
2.4试验方案
查阅相关材料,如法国、德国采用软朔胶圆柱块,试验速度不易过快,塑胶块长度与爆破样品长度相适应,材料硬度适中。对影响检验的一些参数如填充物尺寸、硬度和试验速度等参数进行试验
3.测试结果分析
3.1爆破试验结果分析
试验方案1的设计,主要用来验证试验速度对结果可能产生的影响,试验结果如图2所示。
由图2的对比可以看出,试验选择的6个点,其最大压力和变形区长度没有规律性变化或趋势,说明试验速度对实验结果没有起到明显的影响作用,在操作方便安全的情况下选择速度大一点做爆破试验,检测速度能快一点,有利于生产需要。
试验方案2采用不同的填充物硬度作为试验点,以寻找填充物合适的硬度范围。试验结果如表3所示。
从图3可以看出,随着填充物硬度的逐渐增大,爆破检验后,爆破压力和变形区域没有明显的变化。但是在填充物的硬度达到一定程度时,爆破压力有点增大,但变形区的变化比较明显,并且管与整个堵头分离,并且放在护套里的管也严重变形,这是由于填充物硬度过高,在压缩时,其端部出现墩粗回卷变形,而且沿轴向发生扭曲变形,这些就导致了破裂点的错位及管变粗,所以填充物硬度不易过大,不适用于做爆破试验的爆破材料。
试验方案3,采用相同的试验速度、不同填充物长度的试验,爆破检测数据无明显差异,试验后填充物的形貌如图4所示。
图4 不同硬度爆破填充物试验后样貌图
按照胡克定律,填充物在弹性限度内发生形变时,其形变量跟引起形变的外力成正比。从图4中填充物缺口看出,在合适的硬度情况下,硬度低的材料变形大,其爆破后切割缺口宽度较大,这也是符合理论规律。
材料硬度不同,则倔强系数不同,这样在爆破时需要发生的形变不一样。但如图4所示的对比可以看出,填充物的不同长度可以满足不同硬度条件下的试验,这说明填充物长度只要能够保证足够的形变,都是合适的。
4.结论
4.1使用固体爆破检测具有很宽的适用条件,试验速度条件比较宽,建议不要太大,试验速度太大存在安全隐患,试验速度太小导致检测效率低。
4.2 填充物长度只要能够保证足够的形变,都是合适。
4.3 爆破材料硬度不能过高,会导致爆破材料不规则变形,影响爆破结果。
参考文献:
[1]ANF-4010 132室USW样品的内压试验。
[2]GB/T 7314-2005金属材料室温压缩试验方法。