核用薄壁鈦合金管材壁厚超聲檢測及砂帶修磨關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、鈦及鈦合金材料因具有耐高溫、強度高和抗腐蝕的優(yōu)異性能，已逐漸在核電建設(shè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。我國雖然有多年的鈦及鈦合金管件生產(chǎn)經(jīng)驗，但對于高精密的薄壁鈦合金管材的加工技術(shù)依然相對較為落后，特別是對于管材壁厚均勻的控制。目前鈦合金無縫管材主要要冷軋得到，且大部分軋制后管材存在壁厚不均勻現(xiàn)象，需要解決的是如何精確獲取管材壁厚分布，以及后續(xù)對于管材壁厚的修正加工問題。
　　本文針對鈦合金管材的檢測及修磨進行工藝探討，利用超聲檢測技術(shù)獲取管材

2、壁厚分布，并結(jié)合砂帶磨削技術(shù)對管材壁厚進行修磨。以實現(xiàn)對管材壁厚不均勻的修正。
　　論文完成的主要研究工作如下：
　?、偻ㄟ^對工業(yè)中常用的幾種壁厚測量方法及原理進行理論分析與研究，并結(jié)合實際需求最終選擇超聲脈沖反射式的測厚方式。通過對比分析選擇水作為超聲測量的耦合劑，對幾種耦合方式對比分析后選擇全沒水浸的耦合方式。根據(jù)超聲檢測準(zhǔn)確性的必要條件，合理設(shè)計其探頭的裝夾調(diào)節(jié)裝置。
　　②對超聲測厚中探頭與管材之間的水層厚度進

3、行理論分析，探討探頭聚焦點的最優(yōu)位置，并在此基礎(chǔ)上用不同探頭對不同壁厚管材進行檢測，得到不同類型探頭適合的最佳的壁厚檢測范圍。根據(jù)管材壁厚分布狀況，給出合理的數(shù)據(jù)采集與處理的理論算法以及程序生成方法并設(shè)計超聲檢測的行走路徑。校準(zhǔn)鈦合金材料的聲速，并依此對超聲測量的精度以及穩(wěn)定性進行實驗驗證。對影響超聲測厚系統(tǒng)誤差的關(guān)鍵因素進行理論分析以及實驗驗證，并提出相應(yīng)的解決方案。
　?、蹖懿哪ハ鬟^程中受力情況進行理論建模分析，通過自行設(shè)計

4、的測力機構(gòu)測量管材實際磨削中受力大小。通過與理論進行對比，確定不同磨削參數(shù)以及不同管材類型與其受力大小之間的線性關(guān)系。通過對薄壁鈦合金管材進行受力仿真分析確定管件穩(wěn)定運行的臨界壓力值，為后續(xù)磨削工藝參數(shù)的選擇提供指導(dǎo)。
　　④對鈦合金可磨性進行分析，并依此對鈦合金管材壁厚砂帶磨削方案進行對比實驗驗證，確定最佳磨削方案。通過實驗驗證不同磨削參數(shù)對磨削效果的影響規(guī)律，在磨削參數(shù)以及磨削方案確定的前提下通過對比實驗驗證選擇合適的砂帶并確