裂紋深度測量

裂紋深度測量是指采用超聲、漏磁或電位等方法，測量構(gòu)件中裂紋深度、侵入角等有關(guān)參量的無損檢測技術(shù)。

中文名稱

裂紋深度測量

英文名稱

crack depth measurement

定　　義

采用超聲、漏磁或電位等方法，測量構(gòu)件中裂紋深度、侵入角等有關(guān)參量的無損檢測技術(shù)。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），熱工自動化、電廠化學(xué)與金屬（二級學(xué)科）

借助激光位移傳感器能夠精確測量微小位移的特點(diǎn)，搭建了焊點(diǎn)壓痕深度計(jì)算機(jī)測量系統(tǒng)。將焊件水平放置在載物臺上，調(diào)節(jié)傳感器旋鈕改變激光傳感器到載物臺的距離，使被測試件在激光傳感器的測量范圍內(nèi)； 通過調(diào)節(jié)載物臺旋鈕使載物臺平行移動， 可實(shí)現(xiàn)試件的不同位置的測量。試件焊點(diǎn)表面區(qū)域在焊接時(shí)受到電極壓力的影響，金屬熱塑性變形，焊點(diǎn)表面呈現(xiàn)了4個(gè)不同特征區(qū)域環(huán)。1 環(huán)區(qū)為焊點(diǎn)的中心區(qū)，是在上下電極頭電、熱、力多種作用和拘束狀態(tài)下的熔核區(qū)表面呈像， 是焊點(diǎn)的壓痕區(qū)域；2環(huán)區(qū)是表面金屬被高溫氧化燒損形成的， 是焊點(diǎn)的熱影響區(qū)域；3 環(huán)區(qū)是母板上為測量壓痕深度劃定的區(qū)域。焊點(diǎn)壓痕深度(hT)是指焊接工件在電、熱、力耦合作用下, 焊接結(jié)束后電極在工件表面留下的凹坑深度。測量時(shí)，首先獲取壓痕區(qū)域(1 環(huán)區(qū))相對于激光傳感器探頭間的高度值，然后獲取母板(3 環(huán)區(qū))與激光傳感器的相對高度值，那么，二者的差值即為焊點(diǎn)的實(shí)際壓痕深度。由于母板受到加工精度與焊接過程的影響，可能存在翹曲或不平整。為了消除母板對測量結(jié)果的影響， 采用多次重復(fù)測量求取的平均值hT作為該焊點(diǎn)壓痕深度的實(shí)際評定值。

通過大量焊接工藝試驗(yàn)與實(shí)際壓痕深度的相關(guān)分析表明，隨著焊接電流的增大，其熱輸入量增多，形成的熔核體積也會增大，在同樣的電極壓力下，可擠壓的體積變大，所形成的壓痕就會更深。而當(dāng)焊接電流一定時(shí)，隨著電極壓力的增大，焊點(diǎn)熔核形成時(shí)受到的束縛增加，形成的壓痕深度同樣也越深。另外，有些焊點(diǎn)壓痕出現(xiàn)了不同程度的陡降或陡升，這是由于對于一定的電流，當(dāng)電極壓力過大時(shí)，會將塑性環(huán)擠破，發(fā)生噴濺；反之，當(dāng)電極壓力過小時(shí)，膨脹的液態(tài)金屬會沖破塑性環(huán)，發(fā)生噴濺，最終都會損失一部分金屬，形成較深的壓痕；當(dāng)焊接電流和電極壓力匹配時(shí)，很少發(fā)生噴濺，形成相對較淺的壓痕。故焊接電流、電極壓力是影響焊點(diǎn)壓痕深度的主要因素，應(yīng)作為預(yù)測焊點(diǎn)壓痕深度的主要表征參量 。

在測井行業(yè)的井深測量中常使用馬丁代克深度測量系統(tǒng)，是測井行業(yè)用來測量深度的一種專用設(shè)備。

測井電纜穿過馬丁代克，運(yùn)行時(shí)帶動馬丁代克的測量輪旋轉(zhuǎn)，測量輪的轉(zhuǎn)動通過深度傳動機(jī)構(gòu)帶動同軸連接的光電編碼器的光柵盤隨著電纜的起下而同步轉(zhuǎn)動，光源燈透過特制的光柵盤使光電編碼器產(chǎn)生光電脈沖信號。根據(jù)光電編碼器輸出脈沖信號，就可以計(jì)量電纜運(yùn)行的深度、速度。電纜移動一定距離帶動測量輪轉(zhuǎn)動一周，然后光電編碼器輸出一定數(shù)量的脈沖數(shù)，它所產(chǎn)生的脈沖既計(jì)算了井深和測井速度，又為井下測井儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集按照采樣間隔提供了中斷。

在馬丁代克井深測量系統(tǒng)的測井記錄中，測井的深度值是根據(jù)深度編碼脈沖的計(jì)數(shù)確定的。當(dāng)井下儀器在井內(nèi)移動時(shí)，電纜的直線運(yùn)動使深度編碼器的圓盤作圓周運(yùn)動，產(chǎn)生相應(yīng)的深度脈沖，然后將這些深度脈沖信號送到信號采樣機(jī)板中的深度電路部分進(jìn)行校正處理。經(jīng)過深度校正后的深度脈沖被深度計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)為深度信號，才能進(jìn)行井深的計(jì)算。