開題報(bào)告-奧氏體304不銹鋼磁法檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究

開題報(bào)告-奧氏體304不銹鋼磁法檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究一、選題的依據(jù)及意義:在不銹鋼中，奧氏體不銹鋼是一個(gè)重要的品種，其鋼種最多、使用量最大:在不銹鋼的總產(chǎn)量中，奧氏體不銹鋼占到了70%。奧氏體不銹鋼是指含鉻大于18%，還含有8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素，在使用狀態(tài)基體組織為穩(wěn)定的奧氏體的不銹鋼。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無(wú)磁性，在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好，被廣泛應(yīng)用于石油化工、機(jī)械制造和核電等行業(yè)的重要部位，使用條件比較惡劣。隨著承壓設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的提高，奧氏體不銹鋼的腐蝕作用而引起的承壓設(shè)備損傷失效日益成為工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要問題。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中，每隔一段時(shí)間停產(chǎn)檢修奧氏體材質(zhì)設(shè)備存在的各種腐蝕缺陷，以便在發(fā)生斷裂或泄漏前及時(shí)將腐蝕損傷的設(shè)備更換下來。此外，人們開展了奧氏體不銹鋼為材質(zhì)的承壓設(shè)備在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕失效分析研究。通過對(duì)失效的奧氏體不銹鋼設(shè)備的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了奧氏體不銹鋼的腐蝕缺陷主要類型為應(yīng)力腐蝕:加工不銹鋼的殘余應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，出現(xiàn)的腐蝕開裂現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)內(nèi)部的殘余應(yīng)力會(huì)發(fā)生不可忽略的變化，一旦發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，其后果不堪設(shè)想。如何在早期發(fā)現(xiàn)奧氏體不銹鋼壓力容器的腐蝕裂紋等缺陷，并延長(zhǎng)設(shè)備的生命周期，已經(jīng)是擺在研究人員面前的一項(xiàng)重要的難題。因此，實(shí)時(shí)有效的檢測(cè)分析腐蝕情況，特別是容易導(dǎo)致腐蝕的敏感區(qū)域，成為評(píng)估承壓設(shè)備安全性、使用壽命的一個(gè)重要的依據(jù)。雖然奧氏體不銹鋼具有弱磁變存在一定的聯(lián)系，基于此背景,提出了一種在地磁場(chǎng)環(huán)境下的磁法檢測(cè)技術(shù)。通過對(duì)試樣進(jìn)行人工加載,建立合適、穩(wěn)定的磁法檢測(cè)裝置的方式進(jìn)行試驗(yàn)研究，通過對(duì)磁傳感器采集到的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行處理分析。磁法檢測(cè)的前提是檢測(cè)出系統(tǒng)的磁場(chǎng)泄漏量，因此探頭的設(shè)計(jì)，即測(cè)量磁場(chǎng)泄漏量的傳感器設(shè)計(jì)尤為重要。-1-圖1磁法檢測(cè)過程圖二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述):19331947Hastings受到普遍的承認(rèn)。2050Forster[14]KazumiAoto是可以通過自然磁化漏磁場(chǎng)的信號(hào)識(shí)別的。M.Smaga的測(cè)量進(jìn)行了表征，特別要注意的變形誘發(fā)馬氏體形[7]AISI304，AISI32AISI348Ishigaki地鐵磁化表面，結(jié)果表明，有關(guān)外部磁場(chǎng)分布的信息被保留在不銹鋼試樣。近年來,在國(guó)內(nèi)無(wú)損檢測(cè)工作者的共同努力下,目前已有許多的高校和研究單位在這方面取得了可喜的成果,逐步縮小了與國(guó)際水平的差距。但是國(guó)內(nèi)尚未有學(xué)者將磁法檢測(cè)缺陷方面的優(yōu)勢(shì)引入到弱磁性的奧氏體不銹探傷領(lǐng)域中，有關(guān)研究報(bào)告和文章很少。國(guó)內(nèi)研究漏磁檢測(cè)技術(shù)的高校有清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、南昌航空大-2-學(xué)等等。其中有針對(duì)奧氏體不銹鋼管在出廠前可能存在的橫、縱裂紋對(duì)在役過程中的安全使用存在的巨大威脅,提出了基于地磁場(chǎng)環(huán)境下的磁法檢測(cè)技術(shù)，利用陣列式檢測(cè)裝置的方式和二維成像進(jìn)行試驗(yàn)研究。中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心的馬學(xué)榮，左繼峰等對(duì)奧氏體不銹鋼焊接缺陷進(jìn)行了磁記憶檢測(cè)。通過對(duì)奧氏體不銹鋼以及其晶相的研究，磁法檢測(cè)在檢測(cè)奧氏體不銹鋼上是可行的。目前，國(guó)外的愛德森公司已經(jīng)能夠采用多信息融合技術(shù)研制成集渦流、漏磁、磁記憶、低頻電磁場(chǎng)于一體的便攜式檢測(cè)儀器,該儀器能同時(shí)獲取多種檢測(cè)信號(hào),適用于奧氏體不銹鋼的檢測(cè)以及其流動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)在役的檢測(cè)。三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案:研究?jī)?nèi)容:由于奧氏體不銹鋼是順磁性材料，其相對(duì)磁導(dǎo)率大于空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率，根據(jù)磁路304工作原理,檢測(cè)的探頭設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究，從而通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比選取合適檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料的探頭。實(shí)驗(yàn)方案:計(jì)研究探頭設(shè)計(jì)的幾種方案，對(duì)探頭設(shè)計(jì)有一個(gè)設(shè)計(jì)思路。隨著科技的發(fā)展，利用不同技術(shù)、不同原理制成的磁傳感器越來越多，并且它們都中，較為不銹鋼表器，其通常-510,10Gauss能力強(qiáng)等特點(diǎn)，原理如圖2。-3-圖2磁阻傳感器原理圖校準(zhǔn)試驗(yàn)校準(zhǔn)探頭，完成其校準(zhǔn)曲線。在奧氏體不銹鋼試塊所能承受應(yīng)力的范圍之內(nèi)，其中奧氏體不銹鋼屈服強(qiáng)度,205Mpa，抗拉強(qiáng)度,520MPa1頭的校準(zhǔn)曲線，根據(jù)其應(yīng)力應(yīng)變與磁場(chǎng)的關(guān)系及規(guī)律得到相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，完成對(duì)探頭校準(zhǔn)。表1拉伸試驗(yàn)載荷0KN3KN6KN9KN12KN磁場(chǎng)強(qiáng)度體不銹鋼板材進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)試驗(yàn)?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)研究過程，得出研究成果。-4-四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1.目標(biāo):完成奧氏體不銹鋼磁檢測(cè)探頭的合理設(shè)計(jì)并通過拉壓實(shí)驗(yàn)測(cè)量磁信號(hào)強(qiáng)弱，分析其應(yīng)變應(yīng)力與磁場(chǎng)的關(guān)系及規(guī)律并對(duì)探頭進(jìn)行優(yōu)化改良，從而得到奧氏體不銹鋼損傷和應(yīng)力集中的相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)。主要特色:304系及規(guī)律，從而得到奧氏體不銹鋼損傷和應(yīng)力集中的相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)。工作進(jìn)度:(1)查閱文獻(xiàn)資料，撰寫開題報(bào)告，外文翻譯;2015.03.09,2015.04.10(2)熟悉和掌握磁法檢測(cè)原理和方法;2015.04.11,2015.04.15(3)設(shè)計(jì)磁法檢測(cè)探頭;2015.04.16,2015.04.30(4)開展磁法檢測(cè)試驗(yàn)研究;2015.05.01,2015.05.26(5)總結(jié)試驗(yàn)規(guī)律，撰寫畢業(yè)論文;2015.05.28,2015.06.10(7)修改論文，準(zhǔn)備答辯2015.06.11,2015.06.17五、參考文獻(xiàn)[1]王歡,陳厚桂,康宜華等.鋼絲繩疲勞的磁記憶檢測(cè)系統(tǒng)[J].無(wú)損檢測(cè).2006,28(6):78-83.[2]304馬氏體相變與磁記憶效應(yīng)[J].無(wú)損檢測(cè),2008,30(4):216-219.[3]李路明,胡斌,黃松嶺等.掌上型金屬磁記憶檢測(cè)儀[J].無(wú)損檢測(cè),2004,26(5):249-252.[4]任吉林,鄔冠華,林俊明等.金屬磁記憶檢測(cè)機(jī)理的探討[J].無(wú)損檢測(cè),2002,24(1):29-31.[5]胡鋼.X70304腐蝕與磁記憶效應(yīng)的相關(guān)性研究[D].北京化工大學(xué),2005.[6]DubovAA.Studyofmetalpropertiesusingmetalmagneticmemory[C].7thEuropeanConferenceonNondestructiveTesting.Copenhagen,1998:920-927.-5-H.Ishigaki,Y.Konishi,K.Kondo,K.Koterazawa.Possibilityamagneticrecordingmediaofausteniticstainlesssteelusingstress-inducedphasetransformation[J].JournalofMagnetismandMagneticMaterials,1999,193:466-469.李紅梅,趙天飛,陳振茂.基于自然磁化現(xiàn)象的損傷定量無(wú)損檢測(cè)方法西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,45(1):58-63.沈建民,邱法聚,王小華.奧氏體不銹鋼換熱器管的渦流檢測(cè)[J]測(cè),2008,30(8):547-549.魯強(qiáng).奧氏體不銹鋼大型鍛件超聲波檢測(cè)工藝及特點(diǎn)分析[J]NDT,2006，30(5):9-16.SClF的影響[J].無(wú)損檢測(cè),1997,19(3):77-78.任吉林,高春法,宋凱,鄔冠華,唐繼紅.電站鐵磁構(gòu)件的磁記憶檢測(cè)儀器儀表學(xué)報(bào)，2003，24(5):472-476.李光霽,孫國(guó)豪,潘家禎.用金屬磁記憶方法進(jìn)行缺陷檢測(cè)[J].大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，32(8):1007-1011.ZhenmaoChen,KazumiAoto,ShyoichiKato,YujiNagaeandMiya(Anexperimentalstudyonthecorrelationofnaturalmagnetizationandmechanicaldamagesinanausteniticstainlesssteel[J].InternationalJournalofAppliedElectromagneticsandMechanics,2002,16:197–206.P.Hau?ild,V.Davydov,J.Drahoko