PE燃?xì)夤艿篮缚p缺陷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析

1 概述

焊縫是影響PE管道工程質(zhì)量的主要因素。PE管道焊接有2種方式：熱熔焊接和電熔焊接。根據(jù)CJJ 63—2018《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第5.2.3條和第5.3.4條，熱熔焊接焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行卷邊對(duì)稱性和接頭對(duì)正性檢驗(yàn)，以及卷邊切除檢驗(yàn)；電熔焊接的焊縫則以端口有無(wú)熔融料溢出及觀察孔中熔融料溢出情況進(jìn)行檢驗(yàn)判別。此類僅為外觀檢測(cè)。當(dāng)對(duì)焊縫質(zhì)量有爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)(拉伸性能試驗(yàn)、擠壓剝離試驗(yàn)、拉伸剝離試驗(yàn)、靜液壓試驗(yàn)等)，此為破壞性檢測(cè)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中尚未有適用于現(xiàn)場(chǎng)的快速準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)方式。

近年來(lái)，行業(yè)內(nèi)開(kāi)始關(guān)注PE管道焊縫的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究，但多數(shù)只是針對(duì)超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)。本文結(jié)合燃?xì)庑袠I(yè)中常見(jiàn)焊縫缺陷，通過(guò)合適的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，分析缺陷對(duì)焊縫的影響。

2 熱熔焊縫缺陷制作、無(wú)損檢測(cè)及影響分析

2.1 熱熔焊縫缺陷的選擇

TSG D2002—2006《燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則》附件G和CJJ 63—2018第5.2.3條對(duì)熱熔焊接的質(zhì)量檢驗(yàn)提出了要求。結(jié)合行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)熱熔焊縫缺陷，選定熔融面夾雜、孔洞、冷焊以及過(guò)焊4類熱熔焊縫缺陷進(jìn)行試驗(yàn)。為更好地體現(xiàn)缺陷對(duì)焊縫質(zhì)量的影響，針對(duì)每種缺陷設(shè)計(jì)了至少2種規(guī)格。

2.2 試驗(yàn)管道的選擇

燃?xì)庑袠I(yè)使用最多的PE管道規(guī)格為DN 110～200 mm，因此選取DN 110 mm的PE80、SDR11管道制作試驗(yàn)樣本。

2.3 力學(xué)性能測(cè)試的選擇

根據(jù) CJJ 63—2018中表5.1.7-1規(guī)定的檢驗(yàn)與試驗(yàn)要求，進(jìn)行測(cè)試。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

2.4 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的選擇

對(duì)于非鐵磁性材料的內(nèi)部缺陷檢測(cè)，射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)是常用的檢測(cè)方法。PE材料透聲性能較差、聲衰減嚴(yán)重、折射橫波轉(zhuǎn)換困難，且選取的缺陷有體積性缺陷，故此處采用射線檢測(cè)

。

建筑企業(yè)在設(shè)計(jì)建筑電氣的過(guò)程中，需要明確國(guó)家所制定出的法律法規(guī)，如《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等，這樣才能不斷提高建筑電氣的整體質(zhì)量和安全性[8]。為了做好建筑電氣的安全設(shè)計(jì)工作，建筑企業(yè)需要根據(jù)建筑的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出科學(xué)實(shí)用的建筑電氣設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，建筑企業(yè)需要定期開(kāi)展建筑電氣設(shè)計(jì)和安裝培訓(xùn)，對(duì)建筑電氣工作人員進(jìn)行再教育，不斷提高建筑電氣工作人員的專業(yè)知識(shí)和技能水平，從而不斷提高建筑電氣設(shè)計(jì)水平。此外，建筑電氣安裝要符合前期的建筑電氣設(shè)計(jì)方案，避免建筑電氣安裝中存在多種問(wèn)題，進(jìn)而影響到建筑電氣的整體性能。

射線檢測(cè)很容易檢出有局部厚度差的缺陷，缺陷定性、定量準(zhǔn)確，幾乎適用于所有材料，是常用的無(wú)損檢測(cè)方法之一。常規(guī)射線檢測(cè)速度慢、射線劑量大、寬容度小，相比而言，X射線數(shù)字成像檢測(cè)技術(shù)(簡(jiǎn)稱DDA檢測(cè))更為合適，它可采用較小射線劑量，通過(guò)疊加降噪、對(duì)比度調(diào)整、數(shù)字減影等一系列計(jì)算機(jī)處理方式獲得高信噪比的檢測(cè)圖像。

2.5 檢測(cè)系統(tǒng)的選擇

DDA無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)主要由X射線機(jī)、探測(cè)器及計(jì)算機(jī)組成。CP160B型X射線機(jī)，電壓范圍為40～160 kV，管電流為0.1 ～ 0.5 mA，焦點(diǎn)尺寸為0.8 mm×0.7 mm。RAPIXX 4336型探測(cè)器，動(dòng)態(tài)范圍為17 000∶1。

2.6 試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)針對(duì)每種規(guī)格的缺陷都制作了3個(gè)試樣，平均最大拉力就是3個(gè)試樣的最大拉力的平均值。

無(wú)缺陷焊縫

① 圖像分析

無(wú)缺陷熱熔焊縫的檢測(cè)圖像見(jiàn)圖1。由圖1可知，無(wú)缺陷熱熔焊縫的卷邊尺寸標(biāo)準(zhǔn)、飽滿，內(nèi)卷邊對(duì)稱，卷邊良好。

對(duì)無(wú)缺陷試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，平均最大拉力為5 262 N。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

缺陷類型：熔融面夾雜

制作方式：在熔融面夾雜圓形石子，記

為管道壁厚，圓形石子的位置不變，直徑分別為0.3

、0

5

、0

7

，對(duì)應(yīng)的缺陷分別記為0

3

缺陷、0

5

缺陷、0

7

缺陷。

① 圖像分析

對(duì)0.3

缺陷、0

5

缺陷、0

7

缺陷焊縫進(jìn)行外觀和DDA檢測(cè)，0.3

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像見(jiàn)圖2。0

5

和0

7

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像基本與0

3

缺陷焊縫一致。外觀檢測(cè)可見(jiàn)焊縫的卷邊明顯過(guò)大；DDA檢測(cè)可明顯觀察到內(nèi)部夾雜物及部分內(nèi)卷邊不良。這些焊縫均不合格。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

（1）低倍分析 將低倍試片磨制后進(jìn)行熱酸蝕，放置一定時(shí)間后觀察。其低倍組織形貌如圖4所示。試片上未見(jiàn)縮孔、夾雜、分層、裂紋、氣泡及白點(diǎn)等可能致裂的缺陷，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T15547—2012《鍛鋼冷軋輥輥坯》標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)低倍試片進(jìn)行評(píng)級(jí)，評(píng)級(jí)結(jié)果如表1所示，各檢測(cè)項(xiàng)目結(jié)果良好，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)0.3

缺陷、0

5

缺陷、0

7

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，結(jié)果均合格。

孫主任提醒，說(shuō)起血管疾病，很多人首先想到的不是心血管病就是腦血管病。其實(shí)，下肢血管病也很常見(jiàn)。下肢動(dòng)脈硬化閉塞癥按照病情的輕重可分別表現(xiàn)為下肢的間歇跛行、靜息痛、潰瘍和壞疽。像陳祥平這樣的癥狀就是典型的下肢間歇跛行。微創(chuàng)介入術(shù)改善了下肢血供，不僅使的癥狀消失，生活質(zhì)量有了提高，還避免了下肢缺血的進(jìn)一步發(fā)展。

缺陷類型：孔洞

制作方式：在熔融面預(yù)制一定尺寸的圓柱形孔洞。圓柱形孔洞長(zhǎng)4 mm，孔洞的位置不變，直徑分別為0

3

、0

5

、0

7

，對(duì)應(yīng)的缺陷分別記為A3缺陷、A5缺陷、A7缺陷。

施用鈣肥切莫做了無(wú)用功。近些年，部分蔬菜因缺鈣導(dǎo)致品質(zhì)降低甚至壞死，所以很多菜農(nóng)都加大鈣肥施用量。加上很多經(jīng)銷商也一再宣傳鈣肥要在施基肥時(shí)施足。這讓菜農(nóng)認(rèn)為，施基肥時(shí)應(yīng)大量施用鈣肥。但事實(shí)不是鈣肥施得越多，蔬菜就不會(huì)缺鈣。雖然鈣肥在土壤中和植株體內(nèi)移動(dòng)性差，以基施為主，但蔬菜大量表現(xiàn)出缺鈣癥狀卻不是鈣肥施用量不足所致。而是近年來(lái)，由于土壤酸化、追求高產(chǎn)等因素共同作用下，土壤中鹽離子濃度過(guò)高，影響了蔬菜對(duì)鈣的吸收。因此，問(wèn)題的關(guān)鍵是讓蔬菜充分吸收鈣肥，而不是一味地增加鈣肥施用量。而且過(guò)多施用鈣肥，還會(huì)改變土壤的酸堿性，對(duì)蔬菜生長(zhǎng)非常不利。

① 圖像分析

對(duì)A3缺陷、A5缺陷、A7缺陷焊縫進(jìn)行外觀和DDA檢測(cè)，A5缺陷焊縫的檢測(cè)圖像見(jiàn)圖3。外觀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)A3缺陷與A5缺陷焊縫外部卷邊無(wú)異常，而A7缺陷焊縫的外部卷邊明顯不合格；DDA檢測(cè)能明顯檢測(cè)到3個(gè)缺陷焊縫的內(nèi)部孔洞。這些焊縫均不合格。

①課前：以班級(jí)為單位建立師生微信群，示教老師于課前一天以PPT形式通過(guò)微信推送“典型病例”至群聊，由學(xué)生提前自行對(duì)照課本，結(jié)合大課所授理論知識(shí)對(duì)病例進(jìn)行診斷并準(zhǔn)備提出的問(wèn)題。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

原料：水發(fā)海參150 g，油發(fā)魚(yú)肚（濕）100 g，熟豬肚 50 g，魚(yú)丸 50 g，糟魚(yú)150 g，水發(fā)粉絲150 g，冬筍 50 g，火腿35 g，熟蛋卷100 g，熟雞肉100 g，雞胗50 g，豬腰 50 g，冬菇 50 g，水發(fā)蹄筋 50 g，干貝 15 g，蝦仁 50 g，青豆25 g，菠菜 200 g，高湯 1 000 g，精鹽8 g，味精 5 g，料酒 15 g。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、芯片技術(shù)和軟件技術(shù)為核心的數(shù)字化技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得控制技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的步伐加快，嵌入式技術(shù)再度成為研究的熱點(diǎn)。

對(duì)0.3

缺陷、0

5

缺陷、0

7

缺陷試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，均為脆性分離，根據(jù)CJJ 63—2018表5.1.7-1判斷為不合格。各試樣的平均最大拉力見(jiàn)表1。由表1可知，平均最大拉力隨著夾雜石子直徑增大而減小，0.7

缺陷試樣的平均最大拉力比無(wú)缺陷時(shí)減小23%，說(shuō)明夾雜對(duì)焊縫力學(xué)性能影響比較明顯。

對(duì)A3缺陷、A5缺陷、A7缺陷試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，均為脆性分離，不合格。各試樣的平均最大拉力見(jiàn)表2。由表2可知，平均最大拉力隨著孔洞直徑增大逐漸減小，A7缺陷試樣的平均最大拉力減小9.4%，說(shuō)明孔洞對(duì)焊縫力學(xué)性能造成一定影響，但與熔融面夾雜缺陷相比，影響程度很小。

對(duì)A3缺陷、A5缺陷、A7缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，結(jié)果均合格。

電負(fù)荷A是發(fā)電電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)、經(jīng)濟(jì)參數(shù)之一，它對(duì)電機(jī)的主要尺寸、電抗和繞組溫度等有直接影響。為控制電機(jī)的主要尺寸，必須盡量提高電機(jī)的利用系數(shù)，其表達(dá)式為：

缺陷類型：冷焊

制作方式：設(shè)

為標(biāo)準(zhǔn)吸熱時(shí)間，按一定比例減少管道的吸熱時(shí)間，吸熱時(shí)間分別為0.7

、0.5

，對(duì)應(yīng)的缺陷分別記為0

7

缺陷、0

5

缺陷。

① 圖像分析

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷焊縫進(jìn)行外觀和DDA檢測(cè)，0.5

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像見(jiàn)圖4。0.7

缺陷、0.5

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像基本一致。外觀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)焊縫外部卷邊對(duì)稱性較好，但卷邊寬度比正常焊接時(shí)明顯偏小，DDA檢測(cè)能清晰發(fā)現(xiàn)內(nèi)部卷邊情況較差。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

對(duì)0

7

缺陷、0

5

缺陷試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，均為韌性分離，合格。冷焊試樣的平均最大拉力見(jiàn)表3。由表3可知，冷焊試樣的平均最大拉力變化不大，對(duì)焊縫力學(xué)性能造成的影響可忽略。

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，結(jié)果均合格。

十九大報(bào)告中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：“社會(huì)主義核心價(jià)值觀是當(dāng)代中國(guó)精神的集中體現(xiàn)，凝結(jié)著全體人民共同的價(jià)值追求，要把社會(huì)主義核心價(jià)值觀融入社會(huì)發(fā)展各方面，轉(zhuǎn)化為人們的情感認(rèn)同和行為習(xí)慣?！币陨鐣?huì)主義核心價(jià)值觀引領(lǐng)高校校園文化建設(shè),有利于堅(jiān)定大學(xué)生的理想信念，形成和諧、求真、向上的良好校園文化氛圍，建立平等和諧的師生關(guān)系，使大學(xué)生對(duì)社會(huì)主義核心價(jià)值觀更加認(rèn)同和接受并主動(dòng)踐行，有利于高校堅(jiān)持社會(huì)主義辦學(xué)方向。

缺陷類型：過(guò)焊

制作方式：按一定比例延長(zhǎng)管道的吸熱時(shí)間，吸熱時(shí)間分別為1.5

、1

8

，對(duì)應(yīng)的缺陷分別記為1

5

缺陷、1

8

缺陷。

① 圖像分析

對(duì)1.5

缺陷、1.8

缺陷焊縫進(jìn)行外觀和DDA檢測(cè)，1.8

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像見(jiàn)圖5。這2種缺陷焊縫的檢測(cè)圖像基本一致。外觀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)焊縫卷邊寬度比正常焊接時(shí)明顯偏大，DDA檢測(cè)能清晰發(fā)現(xiàn)內(nèi)部卷邊不良。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

對(duì)1.5

缺陷、1.8

缺陷試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，均為韌性分離，合格。過(guò)焊試樣的平均最大拉力見(jiàn)表4。由表4可知，過(guò)焊試樣的平均最大拉力隨著吸熱時(shí)間增加而增大，但變化較小。

TCAD模擬中的晶體管是基于部分耗盡的絕緣體上硅(PdSOI)0.18μm CMOS技術(shù)[9-11]。這些器件具有0.18μm的柵長(zhǎng)和1.8μm的溝道寬度。等效柵氧化層厚度為3 nm。多晶硅層形成柵電極。埋藏氧化層厚度為400 nm。頂部硅膜厚度為200 nm，約為結(jié)深的2倍。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們利用阱接觸來(lái)控制晶體管的體偏壓。

對(duì)1.5

缺陷、1.8

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，結(jié)果均合格。

3 電熔焊縫缺陷制作、無(wú)損檢測(cè)及影響分析

3.1 電熔焊縫缺陷的選擇

電熔焊縫缺陷主要有熔融面夾雜、孔洞、冷焊及過(guò)焊等，GB/T 29460—2012《含缺陷聚乙烯管道電熔接頭安全評(píng)定》第7條對(duì)每種缺陷的安全評(píng)定都有具體要求。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，此試驗(yàn)對(duì)熔融面夾雜、冷焊、過(guò)焊、孔洞和承插不到位5種缺陷進(jìn)行研究。

3.2 試驗(yàn)管道規(guī)格的選擇

試驗(yàn)選取DN 110 mm的PE80、SDR11管道制作試驗(yàn)樣本。

3.3 力學(xué)性能測(cè)試的選擇

本文討論的電熔焊接僅指電熔承插焊接。根據(jù)CJJ 63—2018表5.1.7-2推薦的檢驗(yàn)與試驗(yàn)要求，進(jìn)行測(cè)試。

3.4 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的選擇

電熔焊縫缺陷都發(fā)生在熔融面處，且受電阻絲的影響，因此射線檢測(cè)方法不能有效檢出。電熔焊縫缺陷宜采用超聲檢測(cè)，但常規(guī)超聲檢測(cè)受限于聚乙烯材料透聲性能較差，信噪比不好，一次只能發(fā)現(xiàn)單個(gè)缺陷，不能直觀顯示電阻絲錯(cuò)位、孔洞、冷焊、過(guò)焊等情況。有研究表明

，超聲相控陣檢測(cè)方法(簡(jiǎn)稱PA檢測(cè))更為合適，它可激發(fā)各個(gè)超聲換能器陣列單位，通過(guò)改變焦點(diǎn)深度和角度進(jìn)行連續(xù)掃描，得到實(shí)時(shí)的二維圖像，能清晰顯示電熔焊縫內(nèi)部各種缺陷，因此此處采用PA檢測(cè)，也進(jìn)行了DDA檢測(cè)，以便對(duì)比。

3.5 檢測(cè)系統(tǒng)的選擇

PA無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)主要由探頭、發(fā)送機(jī)和接收機(jī)組成。多浦樂(lè)收發(fā)一體機(jī)(型號(hào)PHASCAN32/64PR),可進(jìn)行線性或扇形掃描，有A、B、C、S共4種顯示模式。多浦樂(lè)探頭,頻率為5 MHz，32個(gè)陣元。

3.6 試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)針對(duì)每種規(guī)格的缺陷都制作了3個(gè)試樣，平均最大拉力就是將3個(gè)試樣的最大拉力的平均值。

無(wú)缺陷焊縫

① 圖像分析

20世紀(jì)90年代以后，歐盟提出了生活垃圾全程管理戰(zhàn)略，注重垃圾減量和資源再利用。①將減少或避免垃圾產(chǎn)生置于優(yōu)先目標(biāo)，包括改進(jìn)商品設(shè)計(jì)，改革包裝材料，減少包裝；②盡可能直接回收和資源再生利用，包括對(duì)可生物降解有機(jī)物進(jìn)行堆肥和厭氧消化處理；③盡可能對(duì)可燃物進(jìn)行焚燒處理，并回收和再利用余熱；④最終對(duì)剩余垃圾進(jìn)行填埋處理。德國(guó)嚴(yán)格遵守此原則，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分類管理，每一類別的垃圾量均有完善的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，甚至包括垃圾處理產(chǎn)生的二次垃圾量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)垃圾進(jìn)行從源頭到末端的全過(guò)程統(tǒng)籌分類管理。

① 圖像分析

加強(qiáng)船舶排放控制是減少水域污染的重要一環(huán)。為此，云南港航投資公司著力加強(qiáng)施工船舶的維護(hù)與保養(yǎng)，確保性能良好。在船舶運(yùn)輸過(guò)程中，為船舶預(yù)留部分空間，避免溢流污染。在金沙江庫(kù)區(qū)，航運(yùn)旅游客滾船標(biāo)準(zhǔn)化船型研究及設(shè)計(jì)工作也同步展開(kāi)，項(xiàng)目為金沙江中游庫(kù)區(qū)提供了技術(shù)先進(jìn)、綠色環(huán)保的旅游觀光船與旅游客滾船，進(jìn)一步助推了云南船型標(biāo)準(zhǔn)化工作。

對(duì)無(wú)缺陷試樣進(jìn)行拉伸剝離試驗(yàn)，其平均最大拉力為3 102 N。

缺陷類型：熔融面夾雜

制作方式：設(shè)

為孔洞缺陷試驗(yàn)中右側(cè)熔融區(qū)的長(zhǎng)度，右側(cè)熔融區(qū)內(nèi)預(yù)置一定尺寸的孔洞，孔洞位置不變，孔洞深5 mm,長(zhǎng)和寬相等，分別為0.3

、0.5

，對(duì)應(yīng)的缺陷分別記為0.3

缺陷、0.5

缺陷。

無(wú)缺陷電熔焊縫的檢測(cè)圖像見(jiàn)圖6。由圖6可知，外觀檢測(cè)到觀察孔有融合物溢出，正常；DDA檢測(cè)顯示電阻絲排列整齊；PA檢測(cè)的特征線明顯、平滑，特征線間距為3.45 mm。特征線是電熔接頭超聲圖中電阻絲上方能夠揭示熔融區(qū)邊界的超聲反射信號(hào)線，能很好地反映熔融區(qū)的邊界。

對(duì)0.1

缺陷、0

3

缺陷、0

5

缺陷焊縫進(jìn)行外觀檢測(cè)、DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)，0.3

缺陷焊縫的PA檢測(cè)圖像見(jiàn)圖7，0.1

缺陷、0.5

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像與0.3

缺陷焊縫基本一致。外觀檢測(cè)和DDA檢測(cè)不能發(fā)現(xiàn)缺陷；在PA檢測(cè)圖像中，通過(guò)觀察特征線在熔融面夾雜區(qū)域逐漸減淡直至消失，能明顯識(shí)別出熔融面夾雜區(qū)域。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

對(duì)0.1

缺陷、0

3

缺陷、0

5

缺陷試樣進(jìn)行拉伸剝離試驗(yàn)，0

1

缺陷和0

3

缺陷試樣剝離脆性破壞百分比小于等于33

3

，判斷為合格；0

5

缺陷試樣剝離脆性破壞百分比大于33

3

，判斷為不合格。各缺陷試樣的平均最大拉力見(jiàn)表5，當(dāng)有熔融面夾雜缺陷時(shí)，平均最大拉力隨著夾雜物長(zhǎng)度增大而逐漸減小，且0

5

缺陷試樣的平均最大拉力減少30%，缺陷對(duì)焊縫的力學(xué)性能產(chǎn)生明顯影響。

對(duì)0.1

缺陷、0

3

缺陷、0

5

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，0

1

缺陷試樣、0

3

缺陷試樣合格，0

5

缺陷試樣不合格。

本文中使用人口質(zhì)心來(lái)表征老年人口的空間分布，武漢市交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集是由城市道路、公交地鐵線路及站點(diǎn)、公共交通站點(diǎn)服務(wù)半徑以及步行換乘路線組成.參考已有文獻(xiàn)，設(shè)定步行均速為5 km/h；公交車平均速度為30 km/h[10]，站點(diǎn)停靠時(shí)間約為35 s[29]；按照城市道路等級(jí)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，私家車行駛速度確定為快速路為60 km/h，主干道為40 km/h，次干道為30 km/h，支路為20 km/h；經(jīng)查閱資料，武漢市軌道交通最高時(shí)速為80 km/h，一般行駛速度為60 km/h，站點(diǎn)停靠時(shí)間約為40 s；設(shè)定極限出行時(shí)間閾值為30 min[10].

缺陷類型：冷焊

制作方式：設(shè)

為標(biāo)準(zhǔn)焊接時(shí)間。按一定比例減少管道的焊接時(shí)間，焊接時(shí)間分別為0.7

、0.5

，對(duì)應(yīng)的缺陷分別記為0.7

缺陷、0.5

缺陷。

① 圖像分析

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷焊縫進(jìn)行外觀檢測(cè)、DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)，3種缺陷焊縫的檢測(cè)圖像基本一致。外觀檢測(cè)和DDA檢測(cè)不能發(fā)現(xiàn)缺陷；PA檢測(cè)圖像中特征線清晰、平滑，特征線間距(1.90 mm)明顯比正常值(3.45 mm)小，反映出冷焊導(dǎo)致熔融緊密度不夠。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷試樣進(jìn)行拉伸剝離試驗(yàn)，剝離脆性破壞百分比均小于等于33.3%，判斷為合格。各試樣的平均最大拉力見(jiàn)表6。由表6可知，冷焊試樣平均最大拉力隨著冷焊程度增大而減小，0.5

缺陷試樣的平均最大拉力減小15.5%，說(shuō)明冷焊對(duì)焊縫力學(xué)性能影響比較明顯。

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，0.7

缺陷試樣合格，0.5

缺陷試樣不合格。

缺陷類型：過(guò)焊

制作方式：按一定比例延長(zhǎng)管道的焊接時(shí)間，焊接時(shí)間分別為1.5

、1.8

，對(duì)應(yīng)的缺陷分別記為1.5

缺陷、1.8

缺陷。

① 圖像分析

對(duì)1.5

缺陷、1.8

缺陷焊縫進(jìn)行外觀檢測(cè)、DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)，1.5

缺陷焊縫的DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)圖像見(jiàn)圖8，1.8

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像與1.5

缺陷焊縫基本一致。外觀檢測(cè)不能發(fā)現(xiàn)缺陷。由圖8可知，DDA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電阻絲排列混亂，熔融面有氣泡，可以綜合判斷缺陷類型；PA檢測(cè)圖像中的特征線間距(4.85 mm)明顯比正常值(3.45 mm)大，熔融面有氣泡。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

對(duì)1.5

缺陷、1.8

缺陷試樣進(jìn)行拉伸剝離試驗(yàn)，剝離脆性破壞百分比均小于等于33.3%，合格。各試樣的平均最大拉力見(jiàn)表7，過(guò)焊試樣平均最大拉力與無(wú)缺陷試樣差別較小，認(rèn)為對(duì)焊縫力學(xué)性能沒(méi)有影響。

對(duì)1.5

缺陷、1.8

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，結(jié)果均合格。

缺陷類型：孔洞

制作方式：記

為熔融面夾雜缺陷試驗(yàn)中右側(cè)熔融區(qū)(右側(cè)電阻絲對(duì)應(yīng)的熔融區(qū)域)的長(zhǎng)度，右側(cè)熔融區(qū)夾雜物位置不變，長(zhǎng)度為0.1

、0.3

、0.5

，對(duì)應(yīng)的缺陷稱為0.1

缺陷、0.3

缺陷、0.5

缺陷。

① 圖像分析

對(duì)0.3

缺陷、0.5

缺陷焊縫進(jìn)行外觀檢測(cè)、DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)，0.5

缺陷焊縫的DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)圖像見(jiàn)圖9，0.3

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像與0.5

缺陷基本一致。外觀檢測(cè)不能發(fā)現(xiàn)缺陷；DDA檢測(cè)可以明顯發(fā)現(xiàn)孔洞的存在和尺寸，判斷出缺陷類型；PA檢測(cè)能明顯識(shí)別出熔融面氣泡。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

對(duì)0.3

缺陷、0.5

缺陷試樣進(jìn)行拉伸剝離試驗(yàn)，剝離脆性破壞百分比均小于等于33.3%，合格。各試樣的平均最大拉力見(jiàn)表8，孔洞缺陷試樣的平均最大拉力與無(wú)缺陷幾乎無(wú)差別。

對(duì)0.3

缺陷、0.5

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，結(jié)果均合格。

缺陷類型：承插不到位

制作方式：設(shè)電熔管件單側(cè)電阻絲長(zhǎng)度為

，以鄰近電熔管件端口的電阻絲邊緣為起點(diǎn)，管道承插至0.7

、0.5

處，對(duì)應(yīng)的缺陷記為0.7

缺陷、0.5

缺陷。

① 圖像分析

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷焊縫進(jìn)行外觀檢測(cè)、DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)。0.5

缺陷焊縫的DDA檢測(cè)和PA檢測(cè)圖像見(jiàn)圖10，0.7

缺陷焊縫的檢測(cè)圖像與0.5

缺陷基本一致。外觀檢測(cè)不能發(fā)現(xiàn)缺陷；DDA檢測(cè)可以明顯發(fā)現(xiàn)承插不到位的情況；PA檢測(cè)能明顯看出電阻絲偏離原位，且特征線不平滑，在未熔融區(qū)逐漸消失，特征線間距(2.23 mm)比正常值(3.45 mm)偏小。

② 力學(xué)試驗(yàn)及分析

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷試樣進(jìn)行拉伸剝離試驗(yàn)，0.7

缺陷試樣剝離脆性破壞百分比均小于等于33.3%，判斷為合格；0.5

缺陷試樣剝離脆性破壞百分比均大于33.3%，判斷為不合格。各試樣的平均最大拉力見(jiàn)表9。由表9可知，承插越不到位，承插不到位缺陷試樣的平均最大拉力下降得越多，對(duì)焊縫的力學(xué)性能影響越大。0.5

缺陷試樣的平均最大拉力比無(wú)缺陷時(shí)減少66.8%，可見(jiàn)承插不到位對(duì)焊縫的力學(xué)性能影響非常顯著。

對(duì)0.7

缺陷、0.5

缺陷試樣進(jìn)行靜液壓試驗(yàn)，結(jié)果均合格。

4 結(jié)論

① 冷焊和過(guò)焊對(duì)熱熔焊縫的力學(xué)性能影響不明顯，應(yīng)做進(jìn)一步的試驗(yàn)分析，而熔融面夾雜和孔洞的影響較突出。當(dāng)夾雜缺陷直徑達(dá)到0.7倍管道壁厚時(shí)，焊縫力學(xué)性能明顯下降，安全性降低，影響管道運(yùn)行安全。

② 對(duì)熱熔焊縫，外觀檢測(cè)只能發(fā)現(xiàn)足夠大的缺陷，較小且靠近內(nèi)壁的缺陷很難識(shí)別。采用X射線數(shù)字成像檢測(cè)技術(shù)能很好捕捉到各種缺陷，通過(guò)圖像能直觀判別缺陷的存在及類型。通過(guò)X射線數(shù)字成像檢測(cè)技術(shù)對(duì)熱熔焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)是可行的。

③ 過(guò)焊及孔洞缺陷對(duì)電熔焊縫的力學(xué)性能影響不明顯，而夾雜、冷焊及承插不到位缺陷影響較嚴(yán)重，特別是承插不到位缺陷可使力學(xué)性能降低60%以上，嚴(yán)重影響管道的安全運(yùn)行。

④ 對(duì)于電熔焊縫夾雜、冷焊、過(guò)焊、孔洞、承插不到位等缺陷，外觀檢測(cè)均不能發(fā)現(xiàn)，可通過(guò)超聲相控陣檢測(cè)方法進(jìn)行定性及定量判斷。超聲相控陣檢測(cè)方法是檢測(cè)電熔焊縫缺陷的最佳方法。過(guò)焊、孔洞、承插不到位缺陷也可通過(guò)X射線數(shù)字成像檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)。

[1] 張琳,王力.PE管道熱熔對(duì)接焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014(22):4-5.

[2] 林師一，林平，蘇宣機(jī)，等.聚乙烯(PE)管道焊接接頭超聲相控陣檢測(cè)試驗(yàn)研究[J].機(jī)電技術(shù)，2018(4):94-97.