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小淘的萌
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钢结构无损检测 摘要:通过对应用于建筑钢结构行业中的几种常规无损检测方法的简述,归纳了被检对象所适用的不同无 损检测方法。为广大工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术提供参考。 关键词:建筑钢结构;无损检测 1 前言 建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点,自上世纪 90 年代,特别是近年来得 到了迅猛发展,广泛应用于工业和民用等领域。由于一些重点工程,建筑钢结构发生了严重的质量事故, 如郑州中原博览中心网架曾发生了崩塌事故,所以建筑钢结构的安全性和可靠性越来越受到重视。 建筑钢结构的安全性和可靠性源于设计,其自身质量则源于原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建 筑钢结构的安全性和可靠性一般有三种方式:⑴模拟实验;⑵破坏性实验;⑶无损检测。模拟实验是按一 定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等,模拟在其运行环境中的工作状态,测试、评价建筑钢 结构的安全性和可靠性。模拟实验能对建筑钢结构的整体性能作出定量评价,但其成本高,周期长,工艺 复杂。破坏性实验是采用破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和观察。破坏性实验具有检测结果精 确、直观、误差和争议性比较小等优点,但破坏性实验只适用于抽样,而不能对全部工件进行实验,所以 不能得出全面、综合的结论。无损检测则能对原材料和工件进行 100%检测,且经济成本相对较低。 上世纪 50 年代初,无损检测技术通过前苏联进入我国。作为工艺过程控制和产品质量控制的手段,如今在 核电、航空、航天、船舶、电力、建筑钢结构等行业中得到广泛的应用,创造了巨大的经济效益和社会效 益。无损检测技术是建立在众多学科之上的一门新兴的、综合性技术。无损检测技术是以不损伤被检对象 的结构完整性和使用性能为前提,应用物理原理和化学现象,借助先进的设备器材,对各种原材料,零部 件和结构件进行有效的检验和测试,借以评价它们的完整性、连续性、致密性、安全性、可靠性及某些物 理性能。无损检测经历了三个阶段,即无损探伤(Non-destructive Inspection,简称 NDI)、无损检测 (Non-destructive testing,简称 NDT)、无损评价(Non-destructive Evaluation,简称 NDE)、无损 探伤的含义是探测和发现缺陷。无损检测不仅仅要探测和发现缺陷,而且要发现缺陷的大小、位置、当量、 性质和状态。无损评价的含义则更广泛、更深刻, 它不仅要求发现缺陷,探测被检对象的结构、性质、状 态,还要求获得更全面、更准确的,综合的信息,从而评价被检对象的运行状态和使用寿命。应用于钢结 构行业中的常规无损检测方法有磁粉检测(Magnetic Testing 简称 MT)、渗透检测(Penetrate Testing, 简称 PT)、涡流检测(Eddy current Testing 简称 ET)、声发射检测(Acoustic Emission Testing 简称 AET)、超声波检测(Ultrasonic Testing,简称 UT)、射线检测(Radiography Testing,简称 RT)。在 建筑钢结构行业中,按检测缺陷产生的时机,无损检测方法可以按下图分类。 2 检测方法的简述 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 渗透检测(PT) 原理 在被检对象表面施加含有荧光染料或着色染料的渗透液,渗透液在毛细血管的作用下,经过一定时间 后,渗透液可以渗透到表面开口的缺陷中去。经过去除被检对象表面多余的渗透液,干燥后,再在被检对 象表面施加吸附介质(显象剂)。同样在毛细血管的作用下,显象剂吸附缺陷中的渗透液,使渗透液回渗 到显象剂中,在一定的光照下,缺陷中的渗透液被显示。从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 适用于非多孔状固体表面开口缺陷。 局限性 仅适用于表面开口缺陷的检测,而且对被检对象的表面光洁度要求较高,涂料、铁锈、氧化皮会覆盖表面 缺陷而造成漏检。对检测人员的视力有一定要求,成本相对较高。 优点 设备轻便、操作简单,检测灵敏度高,结果直观、准确。 涡流检测(ET) 原理 金属材料在交变磁场的作用下产生了涡流,根据涡流的分布和大小可以检测出铁磁性材料和非铁磁性材料 的缺陷。 适用范围 适用于各种导电材料的表面和近表面的缺陷检测。 局限性 不适用不导电材料检测,对形状复杂的试件很难应用,比较适合钢管、钢板等形状规则的轧制型材的检测, 而且设备较贵;无法判定缺陷的性质。 优点 检测速度快,生产效率高,自动化程度高。 声发射检测(AET) 原理 材料或结构件受到内力或外力的作用产生形变或断裂时, 以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射, 也称为应力波发射。声发射检测是通过受力时材料内部释放的应力波判断被检对象内部结构损伤程度的一 种新兴动态无损检测技术。 适用对象 适用于被检对象的动态监测,如对大型桥梁、核电设备的实时动态监测。 局限性 无法监测静态缺陷、干扰检测的因素较多;设备复杂、价格较贵、检测技术不太成熟。 优点 可以远距离监控设备的运行情况和缺陷的扩展情况,对结构的安全性和可靠性评价提供依据。 超声波检测(UT) 原理 超声波是指频率大于 20 千兆赫兹的机械波。根据波动传播时介质的振动方向相对于波的传播方向不同,可 将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。用于钢结构检测的主要是纵波和横波。 超声波探伤仪激励探头产生的超声波在被检对象的介质中按一定速度传播,当遇到异面介质(如气孔、夹 渣)时,一部分超声波反射回来,经仪器处理后,放大进入示波屏,显示缺陷的回波。 适用对象 适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测,特别适合厚度较大的工件。 局限性 检测结果可追溯性较差;定性困难,定量不精确,人为因素较多;对被检工件的材质规格,几何形状有一 定要求。 优点 检测成本低、速度快、周期短、效率高;仪器小、操作方便;能对缺陷进行精确定位;对面积型缺陷的检 出率较高(如裂纹、未熔合等) 射线检测(RT) 原理 射线是一种波长短、频率高的电磁波。 射线检测,常规使用×射线机或放射性同位素作为放射源产生射线,射线穿过被检对象,经过吸收和衰减, 由于被检试件中存在厚度差的原因,不同强度的射线到达记录介质(如射线胶片),射线胶片的不同部位 吸收了数量不等的光子,经过暗室处理后,底片上便出现了不同黑度的缺陷影象,从而判定缺陷的大小和 性质。 适用范围 适用较薄而不是较厚(如果工件的厚度超过 80mm 就要使用特殊设备进行检测,如加速器)的工件的内部体 积型缺陷的检测。 局限性 检测成本高、周期长,工作效率低;不适用角焊逢、板材、管材、棒材、锻件的检测;对面状的缺陷检出 率较低;对缺陷的高度和缺陷在被检对象中的深度较难确定;影响人体健康。 优点 检测结果直观、定性定量准确;检测结果有记录,可以长期保存,可追溯性较强。 3 小结 综上所述,每种无损检测方法的原理和特点各不相同,且适用的检测对象也不一样。在建筑钢结构的行业 中应根据结构的整体性能,检测成本及被检对象的规格、材质、缺陷的性质、缺陷产生的位置等诸多因素 合理选择无损检测方法。一般地,选择无损检测方法及合格等级,是设计人员依据相关规范而确定的。有 的工程,业主也有无损检测方法及合格等级的要求,这就需要供需双方相互协商了。 钢结构在加工制作及安装过程中无损检测方法的选择见表 1 被检对象 原材料检验 板材 锻件及棒材 管材 螺栓 焊接检验 坡口部位 清根部位 对接焊逢 角焊逢和 T 型焊逢 UT 检测方法 UT、MT(PT) UT(RT)、MT(PT) UT、MT(PT) UT、PT(MT) PT(MT) RT(UT)、MT(PT) UT(RT)、PT(MT) 被检对象所适用的无损检测方法见表 2 内部缺陷 表面缺陷和近表面 检测方法 UT ● ○ ● ● MT ● ● ● ● PT ● ○ ○ ● ET △ △ ● × AET △ △ △ △ 发生中缺陷检 测 检测方法 RT 被检对象 试 件 分 类 锻件 铸件 压延件(管、板、型材) 焊逢 × ● × ● 分层 疏松 气孔 内部 缩孔 缺陷 未焊透 未熔合 缺陷 分类 夹渣 裂纹 白点 表面裂纹 表面 缺陷 表面气孔 折叠 断口白点 × × ● ● ● △ ● ○ × △ ○ — × ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ △ × — × — — — — — — — — — ● △ ○ ● — — — — — — — — — ● ● ○ ● — — — — — — — — — ● △ ○ — — — — — △ △ △ △ △ △ — — — 注:●很适用;○适用;△有附加条件适用;×不适用;—不相关 参 1. 考 文 献 强天鹏 射线检测 [M] 云南科技出版社 2001 2. 3. 4. 5. 周在杞等 张俊哲等 无损检测技术及其应用 [M] 科学出版社 王小雷 锅炉压力容器无损检测相关知识 [M] 李家伟等 无损检测 冉启芳 2001 1993 [M] 机械工业出版社 2002 无损检测方法的分类及其特征的介绍 [J] 无损检测 1999 2 钢网架结构超声波检测及其质量的分 [J] 无损检测 2001 6 磁粉检测(MT) 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 磁粉探伤的原理及概述 磁粉探伤的原理 磁粉探伤又称 MT 或者 MPT(Magnetic Particle Testing),适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤 的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。在进行磁粉探伤检测时,使被测物收到磁力的作用,将 磁粉(磁性微型粉末)散布在其表面。然后,缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住,形成指 示图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍,因此很容易便能找出缺陷。 磁粉探伤方法 磁粉探伤检测的顺序分为前期处理、磁化、磁粉使用、观察,以及后期处理。 前期处理→磁化→磁粉使用→观察→后期处理 以下分别说明各个步骤的概要。 (1)前期处理 探探伤面如果有油脂、涂料、锈、或其他异物附着的情况下,不仅会妨碍磁粉吸附在伤痕上,而且还会出 现磁粉吸附在伤痕之外的部分形成疑私图像的情况。因此在磁化之前,要采用物理或者化学处理,进行去 除污垢异物的步骤。 (2)磁化 将检测物适当磁化是非常重要的。通常,采用与伤痕方向与磁力线方向垂直的磁化方式。另外为了适当磁 化,根据检测物的形状可以采用多种方法。日本工业规格(JIS G 0565-1992)中规定了以下 7 种磁化方法。 ①轴通电法……在检测物轴方向直接通过电流。 ②直角通电法……在检测物垂直于轴的方向直接通过电流。 ③Prod 法……在检测物局部安置 2 个电极(称为 Prod)通过电流。 ④电流贯通法……在检测物的孔穴中穿过的导电体中通过电流。 ⑤线圈法……在检测物中放入线圈,在线圈中通过电流。 ⑥极间法……把检测物或者要检测的部位放入电磁石或永磁石的磁极间。 ⑦磁力线贯通法……对通过检测物的孔穴的强磁性物体施加交流磁力线,使感应电流通过检测物。 (3)磁粉使用磁粉探伤的原理 ① 磁粉的种类 为了让磁粉吸附在伤痕部的磁极间形成检出图像,使用的磁粉必须容易被伤痕部的微弱磁场磁化,吸附在 磁极上,也就是说需要优秀的吸附性能。另外,要求形成的磁粉图像必须有很高的识别性。 一般,磁粉探伤中使用的磁粉有在可见光下使用的白色、黑色、红色等不同磁粉,以及利用荧光发光的荧 光磁粉。另外,根据磁粉使用的场合,有粉状的干性磁粉以及在水或油中分散使用的湿性磁粉。 ② 磁粉的使用时间 磁粉使用时间分为一边通过磁化电流一边使用磁粉的连续法,以及在切断磁化电流的状态即利用检测物的 残留磁力的残留法两种。 (4)观察 为了便于观察附着在伤痕部位的磁粉图像,必须创造容易观察的环境。普通磁粉需要在尽可能明亮的环境 下观察,荧光磁粉则要使用紫外线照射灯将周围尽量变暗才容易观察。 (5)后期处理 磁粉探伤结束,检测物有可能仍作为产品或是需要送往下一个加工步骤接受机械加工等。这时就需要进行 退磁、去除磁粉、防锈处理等后期处理。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 生产厂家: 生产厂家:济宁联永超声电子有限公司 仪器设备名称: 仪器设备名称:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪 Ⅲ 仪器概况:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪是具有多种磁化方式的磁粉探 伤仪设备。仪器采用可控硅作无触点开关,噪音小、寿命长、操作简 单、方便、适应性强、工作稳定。是最近推出新产品,它除具有便携 式机种的一切优点,还具有移动机种的某些长处,扩展了用途,简化 了操作,还具有退磁功能。 该设备有四种探头: 1、旋转探头: 型)能对各种焊缝、各种几何形状的曲面、平面、 (E 管道、锅炉、球罐等压力容器进行一次性全方位显示缺陷和伤痕。 2、电磁轭探头: 型)它配有活关节,可以对平面、曲面工件进行 (D 探伤。 3、马蹄探头: 型)它可以对各种角焊缝,大型工件的内外角进行 (A 局部探伤。 4、磁环: 型)它能满足所有能放入工件的周向裂纹的探伤,用它 (O 来检测工件的疲劳痕(疲劳裂痕均垂于轴向)及为方便,用它还可以 对工件进行远离法退磁。 总之,该仪器是多种探伤仪的给合体,功能与适用范围广,尤其应用 于不允许通电起弧破表面零件的探伤。 无损检测概论及新技术应用 无损检测概论及新技术应用 概论 摘要: 摘要:综述了无损检测的定义、方法、特点、要求等基本知识,以及无损检测在 现今社会中的应用实例,其中包括混凝土超声波无损检测技术、涡流无损检测技 术、渗透探伤技术。 关键词: 关键词:无损检测;混凝土缺陷;涡流检测;渗透探伤。 引言: 引言:随着现代工业的发展,对产品的质量和结构的安全性、使用的可靠性提出 了越来越高的要求,无损检测技术由于具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点, 所以其应用日益广泛。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上 反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。 1、 无损检测概论 、 无损检测 检测概论 无损检测就是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用 性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位 置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿 命等)的所有技术手段的总称。 常用的无损检测方法有射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和 液体渗透检测(PT) 四种。 其他无损检测方法: 涡流检测(ET)、 声发射检测 (AT) 、 (TIR) 泄漏试验 、 (LT) 交流场测量技术 、 (ACFMT) 漏磁检验 、 (MFL)、 热像/红外 远场测试检测方法(RFT)等。 基于以上方法,无损检测具有一下应用特点: 1>不损坏试件材质、结构 无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、 结构的前提下进行检测, 所以实施无损检测后,产品的检查率可以达到 100%。但是,并不是所有需要测 试的项目和指标都能进行无损检测,无损检测技术也有自身的局限性。某些试验 只能采用破坏性试验, 因此, 在目前无损检测还不能代替破坏性检测。 也就是说, 对一个工件、材料、机器设备的评价,必须把无损检测的结果与破坏性试验的结 果互相对比和配合,才能作出准确的评定。 2>正确选用实施无损检测的时机 在无损检测时, 必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利 地完成检测预定目的,正确评价产品质量。 3>正确选用最适当的无损检测方法 由于各种检测方法都具有一定的特点,为提高检测结果可靠性,应根据设备 材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式,预计可能产生的缺陷种类、 形状、部位和取向,选择合适的无损检测方法。 4>综合应用各种无损检测方法 任何一种无损检测方法都不是万能的,每种方法都有自己的优点和缺点。应 尽可能多用几种检测方法,互相取长补短,以保障承压设备安全运行。此外在无 损检测的应用中,还应充分认识到,检测的目的不是片面追求过高要求的“高质 量”,而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下,着重考虑其经济性。只 有这样,无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。[1] 通过各种检测方法,最终对于无损检测的要求是:不仅要发现缺陷,探测试 件的结构、状态、性质,还要获取更全面、准确和综合的信息,辅以成象技术、 自动化技术、计算机数据分析和处理技术等,与材料力学、断裂力学等学科综合 应用,以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。 2、 无损检测在各领域的应用 、 无损检测基于以上优点,在现今社会受到广泛关注和应用,为实际生产工作减 少了废料成本,提供了极大的方便。其中超声波检测技术、涡流检测、渗透探伤 技术、霍尔效应无损探伤技术应用极为出色。 混凝土超声无损检测 混凝土是我国建筑结构工程最为重要的材料之一,它的质量直接关系到结构 的安全。多年来,结构混凝土质量的传统检测方法是以按规定的取样方法,制作 立方体试件,在规定的温度环境下,养护 28d 时按标准实验方法测得的试件抗压 强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标,往往是 与结构物中的混凝土性能有一定差别。因此,直接在结构物上检测混凝土质量的 现场检测技术,已成为混凝土质量管理的重要手段。 所谓混凝土“无损检测”技术,就是要在不破坏结构构件的情况下,利用测 试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理量。 因该物理量与混凝土质量之间 有较好的相互关系,可采用获取的物理量去推定混凝土质量。[2] 混凝土超声检测是用超声波探头中的压电陶瓷或其他类型的压电晶体加载某 频率的交流电压后激发出固定频率的弹性波, 在材料或结构内部传播后再由超声 波换能器接收,通过对采集的超声波信号的声速、振幅、频率以及波形等声学参 数进行分析,以此推断混凝土结构的力学特性、内部结构及其组成情况。超声波 检测可用于混凝土结构的测厚、探伤、混凝土的弹性模量测定以及混凝土力学强 度评定等方面. [3] 涡流无损检测 涡流检测的基本原理:将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测 的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使试件中产生呈旋涡状的感 应交变电流,称为涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流 的大小和频率等有关外,还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈 的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用 一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化, 进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或 缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所检测到的信息仅能 反映试件表面或近表面处的情况。[4] 应用:按试件的形状和检测目的的不同,可采用不同形式的线圈,通常有穿过 式、探头式和插入式线圈 3 种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材,它的内 径略大于被检物件, 使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过, 可发现裂纹、 夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金 属板、管或其他零件上,可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳 裂纹等。插入式线圈也称内部探头,放在管子或零件的孔内用来作内壁检测,可 用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度,探头式和插入式线 圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大 批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤(这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传 送的机械装置) 、材质分选和硬度测量,也可用来测量镀层和涂膜的厚度。[5] 优缺点:涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现 自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷, 检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 渗透探伤技术 液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透 剂后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经 去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作 用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光 源下 (紫外线光或白光) 缺陷处的渗透液痕迹被现实, 黄绿色荧光或鲜艳红色) , ( , 从而探测出缺陷的形貌及分布状态。[6] 渗透检测适用于具有非吸收的光洁表面的金属、非金属,特别是无法采用磁 性检测的材料,例如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、奥氏体钢等的制品,可 检验锻件、铸件、焊缝、陶瓷、玻璃、塑料以及机械零件等的表面开口型缺陷。 渗透检测的优点是灵敏度较高(已能达到检测开口宽度达 的裂缝) ,检测 成本低,使用设备与材料简单,操作轻便简易,显示结果直观并可进一步作直观 验证(例如使用放大镜或显微镜观察) ,其结果也容易判断和解释,检测效率较 高。缺点是受试件表面状态影响很大并只能适用于检查表面开口型缺陷,如果缺 陷中填塞有较多杂质时将影响其检出的灵敏度。[7] 3、 结语 、 随着现代科学技术的发展,激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损 检测领域,而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展,大大丰富了应用 方法,如射线照相就可细分为 X 射线、γ射线、中子射线、高能 X 射线、射线 实时照相、层析照相……等多种方法。 无损检测作为一种综合性应用技术,无损检测技术经历了从无损探伤,到无 损检测,再到无损评价,并且向自动无损评价、定量无损评价发展。相信在不远 的将来, 新生的纳米材料、 微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。 参考文献【1】李喜孟.无损检测.机械工业出版社.2011 】 【2】父新漩. 混凝土无损检测手册.人民交通出版社.2003 】 【 3】 冯子蒙.超声波无损检测于评价的关键技术问题及其解决方案.煤矿机 】 械.2009(9) 【4】唐继强.无损检测实验.机械工业出版社.2011 】 【5】李丽茹.表面检测.机械工业出版社.2009 】 【6】国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会.机械工业 出版社.2004 【7】胡学知主编. 中国劳动社会保障出版社.2007 】

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紫霞大官人

电力是社会日常生活不可或缺的能源动力,电力系统以及系统的自动化研究在我国的科研领域意义非凡,而我国的电力系统自动化目前还多倾向配电自动化。下面是我为大家整理的,供大家参考。

范文一:电力系统中电气自动化运用

摘要:在电力系统中应用电子自动化技术,不仅能够有效节省系统的成本投入,提高系统的工作效率,还能够有效提高电力系统的安全效能。在实际工作中,电力系统的工作人员要对电气自动化技术引起重视,对目前电气自动化技术的应用进行清晰把握,从而为保证电力系统的良性执行做出贡献。

关键词:电气自动化技术;电力系统;控制技术;模拟技术;智慧技术;安全监控技术

随着经济建设速度的加快,我国电力系统得到了很大的发展。在电力系统中,传统的应用模式伴随数字技术的发展已经表现出了一定的不适应性。而在电力系统中应用电子自动化技术,不仅能够有效节省系统的成本投入,提高系统的工作效率,还能够有效提高电力系统的安全效能。本文将对电力系统控制技术的发展要求进行分析,探讨电子自动化在电力系统中的应用情况,研究电子自动化的发展趋势,希望为我国电力系统的发展提供帮助。

1电力系统对控制技术的要求

资讯化要求

随着科学技术的发展,电力系统对于资讯化的要求越来越迫切。对于电力系统来说,为了保证系统执行的稳定性,同时实现良好的经济效益,因此在电力系统控制方面需要更高的安全性和稳定性。而资讯科技的发展为电力系统提供了良好的控制平台。在电力系统中,电气自动化控制技术依托资讯化的发展,在机器的自动化执行方面实现了非常重大的突破。可见良好的资讯化技术和智慧化水平对于提高电力系统的执行效率、保证系统的执行稳定具有非常重要的作用。

安全性要求

电力行业是我国支柱性产业,对国民经济具有非常重要的作用。保持电力系统的稳定性是促进我国各个行业良好发展的基础保障。而伴随目前社会各行业对于电力应用的依赖程度进一步提高,如何保证电力系统的安全性和可靠性已经成为了非常重要的课题。为了满足电力系统对于安全性的要求,电力系统要能够具有较好的维护功能以及非常简便的操作性,同时在电力系统发生故障时,系统自身要能够对故障做出迅速的诊断。而在电力系统中,应用电力自动化控制技术能够有效地提高电力系统对于安全性的要求,简化系统的操作难度,对系统产生的故障能够进行及时的诊断和处理,从而保证电力系统的安全性。

2电气自动化在电力系统中的应用分析

电力系统中应用电气自动化的技术目前,电气自动化技术已经在电力系统中得到了广泛的应用。具体来说,在电力系统中电气自动化技术的应用主要包括以下方面:

电气自动化中的模拟技术。电气自动化模拟技术对于电力系统的良性执行具有重要作用。模拟技术能够为电力系统管理大量的资料资讯,并根据资料资讯提供逼真资料模拟操作环境,同时模拟技术还能够通过多项控制技术来实现同时、同步操作。对电力系统中出现的故障,模拟技术能够通过有效的模拟来对故障进行分析和判断,从而有效提高电力系统的执行效率。目前,在新的电力系统中,模拟技术被广泛应用于装置测试方面,并取得了非常好的测试效果。

电气自动化中智慧技术。智慧技术是比较先进的研究成果,特别是对具有较复杂关系的非线性系统进行控制时,智慧系统具有非常好的控制效果。电力系统通过智慧技术能够有效提高系统的控制灵活度,同时通过网路资讯化技术,能够实现资料资讯的实时传递,从而有效提高了系统发现故障的速度,并能够及时地制定出解决方案。另外,智慧技术还可以有效完善系统的漏洞,可见在电力系统中智慧技术拥有非常广阔的发展前景。

电气自动化中的安全监控技术。安全监控技术是电气自动化在电力系统中应用的重要表现形式。安全监控技术能够通过科学的监测手段对系统的执行情况进行有效监测,保证系统的良性执行。目前,安全监控技术主要通过对电磁暂态故障资讯的实时收集,来达到对电力系统进行监测的目的。安全监控技术的应用主要以GPS技术和SCADA技术为依托,达到动态监控的目的。其中资讯通讯系统、中央资料处理系统、动态相量测量系统、同步系统是安全监控技术的四个主要组成部分。随着电力系统中监测工作由稳态向着动态的转变,也标志著安全监控技术进入了动态监测的新纪元。动态安全监控技术对于保障电力系统的稳定性,提高电力系统的执行效率具有非常重要的作用。

电气自动化中的柔 *** 流电系统技术。柔性电流技术也是电气自动化在电力系统中应用的关键一环。具体来说,柔性电流技术指的是在电力供应系统中,通过对电力供应的关键环节进行科学的技术处理,采用具有较强独立效能的电子装置,从而实现对电力供应系统的引数进行有效调节的目的。柔性电流技术的应用对于保证电力系统的稳定性和安全性具有非常重要的作用。柔 *** 流技术的核心装置是ASVC装置。ASVC装置的技术结构比较简单,属于静止无功发生器。但由于ASVC装置通过和柔 *** 流电系统技术的有效结合,因此具有非常优良的应用效果。当系统发生故障的时候,ASVC装置能够进行快速的调整,从而在短时间内保证电压的稳定。另外,ASVC装置具有良好的电压调节范围和快速的反应速度,因此在实际工作中很少出现延迟的情况。同时在噪音和惯性方面,ASVC装置也具有良好的效果,在电力系统中得到了广泛的应用。

电气自动化中的多项整合技术。在电力系统中,通过电气自动化技术能够有效促进系统的统一管理。而实现统一管理功能的就是电气自动化中的多项整合技术。在传统的电力系统中,通常采用的是分开管理的模式,这种管理方式对于工作效率不能够保证,同时还增加了系统的执行成本。而多项整合技术能够根据使用者的不同要求,通过科学的技术手段,将电力系统中管理、安全保护几个环节进行统一,从而实现集中管理的目的。通过集中统一的管理模式,不仅能够对电力系统的设计工作、施工工作、测试工作以及维护工作等提供有力的技术支援,在保证了系统各个环节良性执行的同时,还有效地降低了系统执行产生的经济和人力成本。根据统计发现,采用电气自动化技术的电力系统,相比传统系统来说,能够有效地降低运营成本,间接提高的经济效益能够达到30%左右。

电力系统中应用电气自动化的领域

变电站的自动化控制。在电力系统中,变电站的自动化控制是电气自动化应用的重要领域。在变电站中应用电气自动化技术能够有效提高变电站的执行效率。具体来说,在变电站中应用电气自动化技术主要通过程式化的装置来实现。技术人员将变电站中的传统的电磁装置转变成程式化装置,从而有效提高变电站的自动化程度,并可以实现对变电站工作过程的全方位监控,在提高变电站工作效率的同时,保证了变电站工作的稳定性和安全性。

电网的自动化控制。电网的执行质量对于供电的稳定性具有决定性的影响,因此通过科学的手段保证电网工作的可靠性一直是电力企业重点研究的问题。在电网工程领域中,通过电气自动化技术的应用能够有效地提高电网执行的自动化程度,从而为电网执行的稳定性提供保证。电气自动化技术通过强大的资料资讯处理能力,能够对电网工程中的变电站、工作站、伺服器等进行科学的排程工作,并通过控制部门和变电站的装置终端对电网的执行资讯进行准确的采集,根据这些资讯系统可以对电网的执行状态做出科学的判断。

3电气自动化在电力系统中的发展趋势

电气自动化对于电力系统的良性执行具有非常重要的作用。通过电气自动化能够有效提高电力系统的执行效率,提高系统执行的安全性和稳定性。随着科学技术的发展,在电力系统中应用电气自动化具有以下三点发展趋势:

保护和控制一体化趋势保护和控制一体化趋势是电气自动化发展的一个主要趋势。目前,我国的电气化控制系统主要通过相对独立的方式对监控资料进行采集和分析工作。而将保护和控制工作进行统一结合,能够有效地降低系统重复配置的情况,增加技术的合理性,从而达到降低工作量的目的。在实际工作中,电力系统的测量、保护和控制等的资料资讯都是从电力现场得到的,这些资讯相对来说不够精确。而通过CPU总控单元进行控制,能够免除遥控输出和执行的步骤,从而有效提高了系统的可靠性,可见电力系统保护和控制的一体化已经成为了非常重要的发展趋势。

国际化趋势国际化趋势是电气自动化在电力系统中主要的发展趋势。目前,国际通用的是IEC61850标准,该标准能够使不同型号和规格的IED装置实现资讯之间的有效交流,从而达到资讯共享的目的。而我国也已经有效展开了适用国际标准的电气自动化研究工作,并将其作为未来电气自动化的主要发展方向。

资讯化趋势资讯化趋势也是电气自动化发展的主要趋势。随着乙太网技术的发展,电气自动化在资料传输方面的速度要求得到了极大的满足。可以预见,在未来的电力系统发展趋势中,以资讯化技术作为发展基础,通过和工业生产的有效结合,能够形成以资讯化技术为核心的现场汇流排技术。

4结语

在电力系统中,应用电气自动化技术能够有效地提高系统的工作效率,提升电力系统的安全性和稳定性。在实际工作中,电力系统的工作人员要对电气自动化技术引起重视,对目前电气自动化技术的应用进行清晰把握,从而为保证电力系统的良性执行做出贡献。

参考文献

[1]李爱民.电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用[J].科技资讯,2012,27.

[2]刘猛.电气自动化技术在电力系统中的应用解析[J].通讯世界,2014,21.

[3]罗小明.电气自动化在电力系统中的应用及发展趋势[J].中国高新技术企业,2013,20.

范文二:电力系统配电网自动化建设

摘要:随着经济发展水平的提高,对电力的需求也在激增中。为了满足生产生活对电力的使用需求,国家逐步投入建设自动化的配电网工程。这是一项需要周密规划,并投入巨大资金,应用复杂的技术要求,涉及方方面面的综合性工程。文章对电力系统配电网自动化建设策略进行了探讨。

关键词:电力系统;配电网工程;自动化建议策略;电力需求;供电效率;电力质量

配电网实施自动化应用对于科学分配电力、合理应用科技成果促进电网发展有着重要意义。通过自动化工程,不仅可以有力提高电网的供电效率、电力质量,还可以合理缓解电网压力,释放电网潜能,减少故障频率,并提高电网的服务能力。自动化工程可以帮助电网自我检查,缩短故障检修、处理时间,进一步提高电网安全性与稳定性。这对于极度依赖电力的现代化社会来说,是具有重大意义的一项改造工程。

1研究背景

配电网自动化工程的定义一般可以理解为,利用先进的通讯技术与网路技术,依托各类自动化装置,通过计算机系统,保护电网,控制发电,检测问题,计量电力使用状况,并据此为供电事业单位提供各类资讯,简化管理难度,提高供电效率与电力质量。通过自动化的配电,有助于了解使用者的各类需求,并调整电网的供电量与价格,达到经济性、科学性、安全性并重的发展目标。当然这是一个系统的综合性工程,对于电力企业的管理模式、装置改造都是一个巨大的调整,最终形成一个统一的服务型电网。这一工程的基本原理是,通过分段开关将本来是统一执行的线路改造为不同的几个供电区域。这样一来,即使某一供电部位出现问题,也可以迅速锁定区域关掉开关,将故障区域隔离出正常供电的电网中,使得正常执行的其他区域可以恢复供电,从而避免了因为某一个小的故障而使得一条线上的电路全部断掉,造成更大的影响范围与损失,极大地减少了影响区域,并使得供电的可靠性增强。

2基本要求

线路的形式应该采用环网型,而且为了保证供电稳定性,可以使用双电源甚至多电源供电系统。

干线的模式多使用分段式。分段式的好处是一旦某段线路出现故障,可以通过切断这段故障电路而保证其他线路仍然正常供电。一般对于分段式干线供电的建设原则是:合理利用投资,在充分考虑收益的情况下,实事求是地采用均等原则,或线长相等,或负荷相等,或使用者量相等,以三千米干线为例,一般分为三段。

抛弃传统断路器自动化工程多采用负荷开关,既可以节约成本,减少投资规模,又可以在故障发生时,有效隔离故障区域,使之不影响非故障区域。

3设计要点

软体要具备可维护性

在配电网满足了硬体条件,比如可靠的电源,有完善的监测、控制装置,有齐备的线路设施后,自动化工程的一大重要内容就是是否配套了专业化的软体装置。只有软体硬体配套,才能保障配网自动、安全、稳定地执行。通常提到软体系统,多考虑其可维护性。一款合适的软体必须是可以被不断完善、更新的。基于我国社会经济的发展性,对于电力的需求也在波动变化中,所以配电网的负荷也在变化中,如果配电网的自动化软体不能有效维护波动变化的电网,所谓的自动化就变得不切实际了,所以软体的可维护性成为了配电网自动化工程的最基本前提。其技术软体只有可以维护,才能有效保障电力系统的稳定性及正常执行,延长自动化工程的整体使用寿命。只有保证了电网的稳定性,才能使得供电企业在竞争愈发激烈的供电市场站稳脚跟,并满足社会发展需求。

提高配网自动化系统的可靠性

配电网的自动化改造,有一个重要诉求就是增强电网的稳定性,提高电网的容错率。所以,建设自动化的电网工程,一个重要的衡量因素就是当系统执行发生故障或者不可控意外时,系统是否能自我处理,保障整个系统的供电能力与供电质量。所以说,对于建设自动化配电网工程,是需要想办法提高其系统稳定性以及执行的可靠性。

进一步提高系统的执行效率和可移植性

提高电网自动化效率,一般是指是否可以充分利用计算机资源。可移植性,顾名思义是指将此系统整体移植到另一个软硬体环境时,系统可以稳定、高效地执行。可移植性对于电力企业来说是十分重要的,它使得电力企业可以在固定成本投入下,满足不同供电环境的使用需求,并与其他相关单位有效相容。

4技术实现时的注意事项

加强配网的建设和改造

对于供电企业来说,电力系统的平稳执行是首要任务,即使是改造电网为自动化工作,也是为了这一目标。所以说,实现自动化作业,必须要完善配电网路结构,并积极应用先进的前沿科技,还要改造老旧装置,提高智慧化。在对配电网建设中,要强调计量装置的重要性,合理安置,全面整顿。

进一步完善相应的硬体支援系统

现阶段电力企业对配网自动化工程的建设中,一般会在以下两方面开始:第一是市场预测。主要是利用科学的资料处理分析系统,对于供电网路在不同地区、不同时段的不同电力使用量进行记录、分析、比较、预测。通过对接下来的电力使用情况进行预测,为企业发展规划提供可信的资料;第二是修复系统建设。当常态化的供电情况发生异常现象时,自动化系统必须要有及时自检的能力以及在确定故障后的警报能力,更进一步有初步的解决措施。一系列的修复系统可以最大化地降低事故发生率以及事故危害程度,保障系统的安全稳定执行。

提高配电网的自我诊断能力

技术、新装置,满足系统的自我检查、自我检测、自我管理的功能性需求,从而保障系统的稳定性执行。

5电力系统配网自动化实用化模式

集中智慧模式

集中智慧模式是电力系统配网自动化的第一大模式,主要指整个系统的智慧是依靠主站的。线路上的实时情况是通过线路上的分段开关上传的,通过主站的智慧诊断对线路的故障进行定位,进而通过对每一段的电网结构隔断故障,寻求出合适的解决方案。这种模式的好处是适用性强,并且对于一些多故障情况进行处理比较容易,是一种比较高阶的智慧模式。

分布智慧模式

分布智慧模式是指线路上的开关有自己的智慧判断能力,在不需要上传实时状态,请求主站反馈的情况下,自我检测故障并判定哪一部分需要被隔离修复,主要是分段开关发挥作用。具体又分为电流计数型与电压时间型。这种智慧模式的好处是在通讯条件不完善的地区,网架结构简单的系统,可用性较强。

6未来技术发展

电力系统配电网自动化是现阶段电力企业发展的必然趋势之一,而未来的发展趋势也在研究者的展望中浮出水面。发展趋势如下:其一是电能质量在大功率装置的应用下有效提高;其二是配电网系统保护能力更强,综合运用GIS平台管理电网自动化成为可行方案;其三是分散式小电流接地保护方案的可行性。这是基于其高灵敏度与大承载力而言的。

7结语

通过以上分析,我们可以发现电网系统的自动化是一个明显的趋势,而对于这一技术的应用,可以切实促进供电的稳定性,并且创造更大的社会效益。在我国电力企业谋求发展与创新的情形下,对于此类工程的探索是一个重要的方向,有助于解决电网中的执行故障,提高配电的科学性。因此,对于电力技术的研究以及自动化工程的应用,具有十分重要的意义。

参考文献

[1]裴文.浅探电力系统中配电自动化及管理[J].黑龙江科技资讯,2011,21.

[2]苏俊斌.城市电网配电自动化系统技术分析[J].广东科技,2011,18.

[3]李金英.浅谈电力系统配电自动化及其对故障的处理[J].成都电子机械高等专科学校学报,2014,4.

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24678happy

Given the advantages of network structure, the construction industry in recent years has been wide application. Process taking into account the needs of industrial buildings, often set on the grid structure as a lifting crane hoisting transport equipment. In terms of network structure on node type, node generally used primarily for welding hollow bolt ball joint and ball joint. Currently, with welded hollow balls hanging device node grid, the main point of its suspension using hanging tube - ball and cross connect panels - constructed connecting the two balls. Home and abroad on the tube - ball connected nodes fatigue properties were studied [1] - [2], but the cross-shaped board - Fatigue little ball connected nodes [3]. The impact of node fatigue damage many factors, including the most important factor is the node structure is caused by stress concentration. In this paper, cross-shaped board - ball connection node, its main effect of stress concentration factors were analyzed.

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