涡流传感器专用双相不锈钢的σ阶段评价

文摘

本文描述了一种新的传感器专用双相不锈钢的评价(DSS)。不同阶段存在的DSS对机械以及电气性能的影响。因此,一个涡流传感器是利用。为了实现高灵敏度、微分类型传感器的选择。传感器的性能,验证了利用样本有不同的σ相。

1。介绍

双相不锈钢(DSS)已广泛应用于各个行业,主要是因为良好的综合机械性能和高耐腐蚀提出了材料1,2]。DSS属性是由两个阶段存在的微观结构有非常不同的物理性质:铁素体(δ)和奥氏体(γ)。奥氏体呈现高电导率和低磁导率,而低电导率和高磁导率铁氧体礼物。最好的属性可以实现DSS的阶段δ和γ在相同的比例。在许多情况下DSS管道的生产工艺包括焊接操作,这可能会导致微观结构变化的基本金属和热影响区(HAZ)。博览会的温度从300°C到1000°C会导致平衡的变化阶段和/或降水的有害的阶段。最有害的有害的阶段可以起源于材料微结构西格玛(σ)阶段。提出了体积分数高于其他阶段。其相邻地区的降水造成铬损耗,大大损害机械和腐蚀性能的材料1- - - - - -4]。

的存在σ阶段也会引起DSS的电磁性质的变化。铁氧体是铁磁当奥氏体和σ相顺。因此,σ相的增加和由此产生的降低铁素体相的体积分数呈现材料行为更加顺5]。这种现象促使使用涡流检测(ECT)方法检测的材料退化造成的增加σ相的存在。

2。涡流传感器和测量系统

在初步实验中各种配置的传感器被认为是和测试。为了区分细微差异的电气参数、传感器操作在一个微分模式被选中。本文提出的传感器是建立使用H-shape铁氧体磁芯。这种形状的铁素体可以实现更高的材料内部的磁通密度。传感器和一个横截面视图的三维模型尺寸如图1。传感器的照片如图所示2。

传感器有一个励磁线圈和两个传感器线圈。主要的传感器线圈工作在附近的材料有不同数量的测试σ阶段。同时参考传感器线圈附近的样本σ阶段。励磁线圈是由功率放大器驱动的。两部分连接不同的传感器线圈在测试材料的情况下σ相位测量信号是接近于零。的σ阶段的存在是导致非零微分输出电压。然而,输出电压的幅值相对较低(几毫伏)。因此,锁定放大器,通常用于检测和测量非常小的交流信号(6)是利用。提出了测量系统的方框图如图3。使用测试系统能够进行测量频率范围从1千赫到100千赫。系统的主要部分是一块传感器信号,提取被测信号和由一个可编程的锁定放大器放大。信号生成和收购是由多功能数据采集(采集)。采集设备通过USB接口控制的嵌入式小型电脑。

3所示。测试样品

六DSS样本(规范UNS 31803)如图4被用来评估拟议的传感器。所有样品都是提交给一个初步的固溶热处理(Sol)。大约50%的目标获得一个平衡这两个阶段之间,铁素体(δ)和奥氏体(γ)。热处理的解决方案是在1120°C进行一个小时,其次是水淬火。五个样品收到进一步的时效热处理(表1σ),介绍了不同数量的阶段(σ)。σ相的含量是评价利用扫描电子显微镜(SEM)对不同选择的部分样本。确定σ相的数量,一个小样本的DSS是置于扫描电镜。50图像是来自不同地区的样本。使用商业软件ImagePro每个图像处理,和之后的阶段数标准ASTM E1245-03。50图像的分析后,提取的平均值和标准偏差值。一个样本(S01)仍没有衰老和被用作参考。

4所示。测量的结果

所有样品都以同样的方式。传感器是在样品表面扫描区域在两个垂直方向的维度毫米。由于表面粗糙度大,传感器无法在测试样本,直接接触和发射必须集。表面条件对结果的影响是验证使用示例只有一面抛光。被测信号的参数得到抛光边没有发射和粗鲁的和发射0.5毫米的可比性,因此进一步的测量进行了0.5毫米的发射。期间的运动传感器,输出信号测量。二维分布信号的振幅和相位图所示5。材料的二维图说明空间分布特性。可以观察到所有的样品不均匀,不同测点和实现结果。这可以解释为,σ相的内容不同样品的测试区域,甚至考虑在几平方的地区μ米,远远低于换能器的尺寸。

的规模变化中的σ相样品由SEM技术评估。的标准差σ相的比例获得不同样品达到值甚至在0.5%和1%之间。考虑,适当的评价,然后画一个区分样本组成一个类似数量的σ相很难实现。确认的结果为S19 S18(3.05%)和美国(3.2%)。因此,为了正确评价σ相的可能性最大化,实现所有测量的点的结果平均为每个样本。为了比较结果,常见的情节在一个复杂的平面(图提供6)。图中给出的测量值的分布6(一)证明样品与不同数量的西格玛阶段(σ)可以很容易被认出来。平均的值(图的阴谋6 (b))表明,有虚构和真实之间的线性相关的一部分被测信号在不同的σ相含量(σ)。观察相似关系(7]。这种关系的某些方面可以用这一事实来解释σ阶段(σ)是无磁性,如果它的数量正在增加,材料的磁线圈电感低导致越来越少。然而,阶段之间的关系及其对测量信号的影响并非易事,需要进一步调查。

方法和传感器的性能,验证了利用DSS与焊缝样本。测量获得的结果选择区域的样本呈现在图7。为了强调材料特性的变化所带来的影响被测信号,一个梯度过滤方向进行。可以观察到的变化的材料属性是清晰可见。

5。结论

结果证实,该传感器和整个系统可以成功地用于评价DSS和检测σ相的存在。输出信号的近线性相关的σ阶段创建一个适当的定量评价的机会。进一步的工作空间分辨率的提高是必要的。高分辨率很重要,尤其是在焊缝检测的情况下,热影响区有几个毫米的地方。这也是必要的校准系统更大数量的样本,以获得较好的评价结果的可重复性。

确认

这项工作在一定程度上由欧洲委员会支持项目(HEMOW)健康监测近海风电场(ref。fp7 -人- 2010之下国税局- ga - 269202)。作者要感谢之一CNPq巴西科学和技术发展委员会奖学金。

引用

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2. y汉,d . n .邹w·张,j . h . Yu和y y俏,“σ相的影响降水2507 super-duplex不锈钢点腐蚀,”材料科学论坛卷,658年,第383 - 380页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. j·m·a·雷贝罗·m·c·a·洛佩兹,r·萨克拉门托和k . s .德阿西斯说,量化σ相沉淀的磁性非破坏性测试焊接、无损检测、腐蚀和实验室,2010年。
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