CN113607807A - 一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法及装置，涉及无损检测技术领域，采用涡流进行损伤严重部位快速筛选分级以提高效率，再采用金相分析对较轻损伤进行测试和分级以保证精度，既利用涡流便捷快速的优势，又利用金相法弥补涡流法对较轻损伤不敏感的不足，实现对奥氏体不锈钢敏化损伤进行快速且精准的测试和分级，非常适用于航空航天、核电、大型石油化工等行业领域中压力容器、压力管道等承压设备的敏化损伤快速测试和分级，为设备的安全使用和延寿分析提供了技术依据。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，特别是涉及一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法及装置。
背景技术
奥氏体不锈钢在高温使用过程中，因为过热、火灾等意外受热过程，容易发生敏化损伤，造成材料耐腐蚀性能下降。发生敏化损伤时，奥氏体不锈钢会在晶界附近形成贫铬区，造成材料的电磁学特性和微观组织发生变化。目前敏化损伤的测试方法主要是进行金相分析或者取样测试，虽然结果较为精确可靠，但准备的时间长，检测效率低。对于航空航天、核电、大型石油化工等各行业领域高温使用或者火灾等意外过热过程，影响区域广，温度场分布严重不均，故引起的敏化损伤分布也存在明显差异，现有的金相分析虽然可以精确测试分级，精度可靠，但是它用于航空航天、核电、大型石油化工等行业领域中压力容器、压力管道等承压设备的敏化损伤测试和分级时效率太低，因此，现有的金相分析并不适用于航空航天、核电、大型石油化工等行业领域中压力容器、压力管道等承压设备的敏化损伤快速测试和分级。
综上，本领域亟需一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，以对奥氏体不锈钢敏化损伤进行快速且精准的测试和分级。
发明内容
本发明的目的是提供一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法及装置，以对奥氏体不锈钢敏化损伤进行快速且精准的测试和分级。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，所述方法包括：
制备多个标定试样；所述标定试样为有敏化损伤的奥氏体不锈钢；
确定每个所述标定试样对应的敏化损伤等级；
向每个所述标定试样发射第一电磁信号，得到每个所述标定试样对应的第二电磁信号；所述第二电磁信号为所述标定试样受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
根据每个所述标定试样对应的所述第二电磁信号和所述敏化损伤等级，建立感生涡流信号特征库；所述感生涡流信号特征库包括各所述第二电磁信号以及与所述第二电磁信号对应的敏化损伤等级；
对每个所述标定试样进行金相分析，得到每个所述标定试样对应的微观组织图谱；
根据每个所述标定试样对应的所述微观组织图谱和所述敏化损伤等级，建立微观组织图谱特征库；所述微观组织图谱特征库包括各所述微观组织图谱以及与所述微观组织图谱对应的敏化损伤等级；
向待测试分级设备发射第一电磁信号得到第三电磁信号；所述第三电磁信号为所述待测试分级设备受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
判断所述第三电磁信号是否大于预设阈值；所述预设阈值为所述标定试样对应的敏化损伤等级是预设等级时对应的第二电磁信号；所述预设等级的最大值为20％；
若是，则将所述第三电磁信号分别与所述感生涡流信号特征库中的各所述第二电磁信号进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级；
若否，则对所述待测试分级设备进行金相分析，得到所述待测试分级设备对应的微观组织图谱；
将所述待测试分级设备对应的微观组织图谱与所述微观组织图谱特征库中的各所述微观组织图谱进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级。
可选地，所述制备多个标定试样，之前还包括：
制备多个基础试样；所述基础试样为无敏化损伤的奥氏体不锈钢。
本发明还提供了如下方案：
一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置，应用所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，其特征在于，所述装置包括标定试样加热及温控系统、双环电化学动电位再活化测试系统、金相分析系统、涡流信号测试系统和计算机；
所述双环电化学动电位再活化测试系统、所述金相分析系统和所述涡流信号测试系统均与所述计算机连接；
所述标定试样加热及温控系统用于制备多个标定试样；所述标定试样为有敏化损伤的奥氏体不锈钢；
所述双环电化学动电位再活化测试系统用于确定每个所述标定试样对应的敏化损伤等级；
所述金相分析系统用于对每个所述标定试样进行金相分析，得到每个所述标定试样对应的微观组织图谱；所述金相分析系统还用于对所述待测试分级设备进行金相分析，得到所述待测试分级设备对应的微观组织图谱；
所述涡流信号测试系统用于向每个所述标定试样发射第一电磁信号，并接收第二电磁信号，得到每个所述标定试样对应的第二电磁信号；所述第二电磁信号为所述标定试样受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；所述涡流信号测试系统还用于向待测试分级设备发射第一电磁信号，并接收第三电磁信号；所述第三电磁信号为所述待测试分级设备受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
所述计算机用于根据每个所述标定试样对应的所述第二电磁信号和所述敏化损伤等级，建立感生涡流信号特征库；所述感生涡流信号特征库包括各所述第二电磁信号以及与所述第二电磁信号对应的敏化损伤等级；所述计算机还用于根据每个所述标定试样对应的所述微观组织图谱和所述敏化损伤等级，建立微观组织图谱特征库；所述微观组织图谱特征库包括各所述微观组织图谱以及与所述微观组织图谱对应的敏化损伤等级；所述计算机还用于判断所述第三电磁信号是否大于预设阈值；所述预设阈值为所述标定试样对应的敏化损伤等级是预设等级时对应的第二电磁信号；所述预设等级的最大值为20％；所述计算机还用于当所述第三电磁信号大于预设阈值时，将所述第三电磁信号分别与所述感生涡流信号特征库中的各所述第二电磁信号进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级；所述计算机还用于当所述第三电磁信号小于等于预设阈值时，将所述待测试分级设备对应的微观组织图谱与所述微观组织图谱特征库中的各所述微观组织图谱进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级。
可选地，所述标定试样加热及温控系统具体包括电阻炉、温控系统、多个电加热丝和多个热电偶；
多个所述电加热丝均匀设置于所述电阻炉的内壁上；一个所述基础试样设置于所述电阻炉的中心位置；多个所述热电偶分别设置于所述电加热炉的上、中、下三个部位；所述基础试样为无敏化损伤的奥氏体不锈钢；
所述热电偶用于测量所述电阻炉内的温度，并将所述温度发送给所述温控系统；所述温控系统用于根据所述温度控制所述电加热丝分别对多个所述基础试样进行不同时间和不同温度的加热，以制备多个标定试样。
可选地，所述双环电化学动电位再活化测试系统为电化学工作站和三电极体系；所述电化学工作站与所述计算机连接；
所述三电极体系以所述标定试样为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片电极为对电极；
所述电化学工作站用于采用循环伏安法进行电位正向扫描，得到最大活化电流密度；所述电化学工作站还用于采用循环伏安法进行电位反向扫描，得到最大再活化电流密度；所述电化学工作站还用于根据所述最大再活化电流密度和所述最大活化电流密度的比值得到每个所述标定试样对应的敏化损伤等级，并将每个所述标定试样对应的敏化损伤等级发送给所述计算机。
可选地，所述涡流信号测试系统具体包括传感器、信号采集仪和信号显示器；
所述传感器和所述信号采集仪连接；所述信号采集仪和所述信号显示器连接；所述信号显示器和所述计算机连接；
所述传感器用于向每个所述标定试样发射第一电磁信号，并接收第二电磁信号，得到每个所述标定试样对应的第二电磁信号；所述第二电磁信号为所述标定试样受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；所述传感器还用于向待测试分级设备发射第一电磁信号，并接收第三电磁信号；所述第三电磁信号为所述待测试分级设备受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
所述信号采集仪用于对所述第二电磁信号进行滤波和放大处理，得到滤波和放大处理后的第二电磁信号；所述信号采集仪还用于对所述第三电磁信号进行滤波和放大处理，得到滤波和放大处理后的第三电磁信号；
所述信号显示器用于对所述滤波和放大处理后的第二电磁信号进行显示；所述滤波和放大处理后的第二电磁信号包括幅值和相位；所述信号显示器还用于对所述滤波和放大处理后的第三电磁信号进行显示；所述滤波和放大处理后的第三电磁信号包括幅值和相位；所述信号显示器还用于将所述滤波和放大处理后的第二电磁信号以及所述滤波和放大处理后的第三电磁信号发送给所述计算机。
可选地，所述金相分析系统包括磨削抛光设备和现场金相显微镜；所述现场金相显微镜与所述计算机连接；
所述磨削抛光设备用于在所述标定试样上打磨和抛光，得到打磨和抛光后的标定试样；所述磨削抛光设备还用于在所述待测试分级设备上打磨和抛光，得到打磨和抛光后的待测试分级设备；
所述现场金相显微镜的底座设置有固定座，所述固定座用于直接固定在所述打磨和抛光后的标定试样上，所述现场金相显微镜用于对所述打磨和抛光后的标定试样进行金相分析，得到所述打磨和抛光后的标定试样对应的微观组织图谱，并将所述打磨和抛光后的标定试样对应的微观组织图谱发送给所述计算机；所述固定座还用于直接固定在所述打磨和抛光后的待测试分级设备上，所述现场金相显微镜还用于对所述打磨和抛光后的待测试分级设备进行金相分析，得到所述打磨和抛光后的待测试分级设备对应的微观组织图谱，并将所述打磨和抛光后的待测试分级设备对应的微观组织图谱发送给所述计算机。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开的一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法及装置，通过基于涡流原理的快速筛查测试法与基于微观观察的金相分析法相结合，快速准确确定敏化损伤的程度，给出量化分级，采用涡流进行损伤快速筛选分级以提高效率；对损伤较轻、感生涡流信号较低，难以进一步精确确定敏化损伤等级的部位，再采用金相分析补充进行测试和分级以提高较轻损伤部分的分级精度，既利用涡流便捷快速的优势，又利用金相法弥补涡流法对较轻损伤不敏感的不足，从而实现对奥氏体不锈钢敏化损伤进行快速且精准的测试和分级，非常适用于航空航天、核电、大型石油化工等行业领域中压力容器、压力管道等承压设备的敏化损伤快速测试和分级，为设备的安全使用和延寿分析提供了技术依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法实施例的流程图；
图2为本发明实验流程总图；
图3为本发明基于涡流原理的实验装置示意图；
图4为本发明基于涡流原理的敏化损伤快速分级示意图；
图5为本发明金相分析系统示意图；
图6为本发明基于金相组织的敏化损伤分级示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法及装置，以对奥氏体不锈钢敏化损伤进行快速且精准的测试和分级。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法实施例的流程图。参见图1，该奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法包括：
步骤101：制备多个标定试样；标定试样为有敏化损伤的奥氏体不锈钢。
该步骤101之前还包括：
制备多个基础试样；基础试样为无敏化损伤的奥氏体不锈钢。
具体为：通过实验室制备不同敏化程度的标定试样。先在实验室中按照国家标准《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带》(GB/T 24511)附录C的要求，通过固溶处理的方法得到无敏化损伤的试样(基础试样)，留取其中一块作为基准试样，基准试样的作用是设定一个没有敏化损伤的基准点；其余经固溶处理后的试样，再按照国家标准《不锈钢耐腐蚀试验方法》(GB/T 4334)的要求通过不同的敏化处理工艺(不同热处理时间、温度相组合)得到不同敏化损伤程度的标定试样。此步骤中，相同标准牌号的承压设备专用材料(包括标准规定的热处理状态)，其不同敏化程度的标定试样一般可用于同标准牌号材料敏化损伤测试和评价的参考基准。
步骤102：确定每个标定试样对应的敏化损伤等级。
该步骤102针对步骤101得到的试样，按照国家标准《不锈钢耐腐蚀试验方法》(GB/T 4334)、《金属和合金的腐蚀双环电化学动电位再活化测量方法》(GB/T 29088)的要求进行损伤程度的标定，定量给出每个标定试样的敏化损伤程度，得到一系列标定试样。此步骤也可采用ASTMA262规定的方法测试和分级。
步骤103：向每个标定试样发射第一电磁信号，得到每个标定试样对应的第二电磁信号；第二电磁信号为标定试样受第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号。
该步骤103针对步骤102得到的标定试样，使用涡流传感器靠近试样表面，涡流信号测试系统的发生线圈接通交流电，向试样发射第一电磁信号，在试样内部产生感生涡流；涡流信号测试系统的接收线圈接收感生涡流的电磁场信号，并通过传感器接收试样感生涡流的电磁信号(第二电磁信号)，将第二电磁信号采集后进行滤波和放大处理，传输到信号显示器，并将有效信号传送至计算机进行记录。需要记录的第二电磁信号主要包括感生涡流的幅值和相位。其中，信号显示器能够将第二电磁信号对应的涡流幅值和相位显示出来。第二电磁信号对应的涡流幅值和相位需要测试人员在信号显示器上先进行判断，排除信号耦合不良等情况，结果显示较为清晰完整的，即用计算机进行记录。
步骤104：根据每个标定试样对应的第二电磁信号和敏化损伤等级，建立感生涡流信号特征库；感生涡流信号特征库包括各第二电磁信号以及与第二电磁信号对应的敏化损伤等级。
该步骤104将涡流幅值与试样的敏化损伤程度关联，形成涡流幅值——敏化损伤程度的信号特征库，即感生涡流信号(一般选择涡流幅值)特征库。敏化损伤程度即敏化损伤等级，损伤等级是将不同的损伤程度分成几个等级。涡流幅值——敏化损伤程度的信号特征库即涡流幅值与敏化损伤等级的对应关系库。
步骤105：对每个标定试样进行金相分析，得到每个标定试样对应的微观组织图谱。
步骤106：根据每个标定试样对应的微观组织图谱和敏化损伤等级，建立微观组织图谱特征库；微观组织图谱特征库包括各微观组织图谱以及与微观组织图谱对应的敏化损伤等级。
该步骤105和步骤106针对步骤102得到的标定试样，按照国家标准《金属显微组织检验方法》(GB/T 13298)通过金相分析方法进行微观组织图谱采集，建立晶界析出的碳化物——敏化损伤程度的微观组织图谱特征库(微观组织图谱特征库)，即碳化物与敏化损伤等级的对应关系库。
步骤107：向待测试分级设备发射第一电磁信号得到第三电磁信号；第三电磁信号为待测试分级设备受第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号。
该步骤107根据实际情况对待测试分级设备或待测试分级试样发射第一电磁信号，即无法直接对待测试分级设备进行操作且可以从待测试分级设备上进行采样时，从待测试分级设备上进行采样得到属于待测试分级设备一部分的待测试分级试样进行操作。
步骤108：判断第三电磁信号是否大于预设阈值；预设阈值为标定试样对应的敏化损伤等级是预设等级时对应的第二电磁信号；预设等级的最大值为20％。
该步骤108中预设阈值的值根据实验测试确定，预设阈值不超过20％，一般保守地将敏化损伤20％左右时对应的涡流信号幅值作为涡流测试法的门槛值(预设阈值)，当实验测试证明敏化损伤程度低于20％，感生涡流信号经信号优化处理后仍较为明显，且与敏化损伤之间存在显著的单调关系时，该预设阈值可以进一步降低，以尽可能采用涡流方法进行快速便捷的测试和评价。
当第三电磁信号大于预设阈值时，执行步骤109：将第三电磁信号分别与感生涡流信号特征库中的各第二电磁信号进行比对，确定待测试分级设备的敏化损伤等级。
该步骤107和步骤109针对需要进行敏化损伤程度测试的实际设备材料，采用与步骤103相同的涡流方法进行测试，并与步骤104得到的标定试样“涡流幅值——敏化损伤程度”信号特征库(感生涡流信号特征库)进行比对，给出基于涡流幅值的敏化损伤等级。
当第三电磁信号小于等于预设阈值时，执行步骤110：对待测试分级设备进行金相分析，得到待测试分级设备对应的微观组织图谱。
当第三电磁信号小于等于预设阈值，即敏化损伤程度较低(敏化损伤较轻)时(一般为≤20％)，感生涡流信号较低(涡流信号幅值较低)，难以进一步精确确定此范围内的敏化损伤程度，即难以进一步精确分级，需对待测试分级设备进行金相分析，得到待测试分级设备对应的微观组织图谱。
步骤111：将待测试分级设备对应的微观组织图谱与微观组织图谱特征库中的各微观组织图谱进行比对，确定待测试分级设备的敏化损伤等级。
该步骤110和步骤111针对敏化损伤程度和对应涡流幅值均较低的情况，即当涡流幅值输入到计算机内，计算机通过比对后确认损伤程度低于所确定的门槛值，可以采用与步骤105相同的金相分析方法进行进一步的损伤测试和分级，结合步骤106得到的“碳化物——敏化损伤程度”微观组织图谱特征库(微观组织图谱特征库)，根据晶界析出的碳化物数量和分布情况确定损伤等级。
下面以一个具体实施例说明本发明的技术方案：
图2为本发明实验流程总图，如图2所示，本发明制备试样并进行敏化损伤程度的标定，获得一系列不同敏化损伤程度的标定试样，依据标定试样分别建立基于涡流原理的信号特征库、基于微观组织金相特征图谱库。对实际敏化损伤试样测试时，首先采用涡流方法进行快速的筛选测试和分级；对涡流信号比较弱的测试部位再进一步采用金相分析法进行微观组织特征比对，从而将涡流测试信号无法有效辨识的损伤情况也能进行准确的测试和分级。这样的奥氏体不锈钢敏化损伤组合测试方法，兼顾了便捷性和准确性，克服了单一测试方法的不足，非常适用于现场敏化损伤的大范围测试和分级。
其中，制备有敏化损伤的试样时，采用标定试样加热及温控系统进行制备，该系统包括电加热丝、电阻炉、温控系统和热电偶。电加热丝在电阻炉内，受温控系统作用加热，并通过热电偶分析其内部温度。热电偶分别置于电加热炉的上中下三个部位，用于给电加热炉测温。进行敏化损伤程度的标定时采用双环活化电位测试系统，该系统包括三电极系统，其中试样为工作电极，辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，测试仪器为电化学工作站。三电极系统完成双环活化电位测试，该测试可与金相方法结合，对制备的不同损伤程度的试样进行标定。电化学工作站为双环活化电位测试系统。
如图3所示，基于涡流原理的实验装置(涡流信号测试系统)包括传感器、信号采集仪、信号显示器和信号记录仪等，传感器用于发生电磁信号，接收感生涡流的电磁信号；信号采集仪用于进行滤波和放大处理；信号显示器用于测试人员对信号的有效性进行判断；信号记录仪(计算机)用于记录有效信号。在基于涡流原理的测试系统中，涡流传感器在试样的上方保持微小的间隙并移动，传感器中的发生装置发射电磁信号，在试样内形成感生涡流。传感器中的信号接收装置接收感生涡流的电磁信号，通过滤波器过滤干扰波，再通过放大器进行信号放大，然后在示波器(信号显示器)进行清楚的显示，得到的涡流信号还会在计算机中进行分析和记录。
如图4所示，涡流测试得到的典型信号中，在敏化损伤较为明显的情况下，涡流信号也较为显著，可以直接按照图2中感生涡流信号特征库进行分级。
如图5所示，金相分析系统包括磨削抛光设备、腐蚀试剂、光学显微镜、组织特征图谱采集和记录系统。在金相分析系统中，从试样上截取微小试样(一般尺寸为10mm×10mm×10mm)，在自动打磨抛光机上进行磨削抛光，然后用腐蚀液体进行表面侵蚀，对经侵蚀的表面在显微镜或扫描电镜下进行观察，并将微观组织特征记录在计算机中。
如图6所示，敏化损伤程度较为轻微时，涡流信号不太显著，难以直接给出损伤等级。此时可以对测试部分进行金相分析，并与图2中金相特征图谱库进行比对，从而给出敏化损伤等级。
实现本发明方法时所采用的试验系统包括标定试样加热及温控系统、双环电化学动电位再活化测试系统、金相分析系统和涡流信号测试系统。本发明试验装置系统试验规范，标定试样分布合理，通过信号和图谱特征对比进行测试和分级，测试效率高，结果准确。
本发明基于目前航空航天、核电、大型石油化工等各行业领域高温使用或者火灾等意外过热过程，影响区域广，温度分布不均，故引起的敏化损伤需要一种便捷高效的测试和分级方法对其进行测试和分级，但目前奥氏体不锈钢敏化测试方法，例如金相分析法、取样试样法，都存在准确性充分但便捷性不足的问题，在应用过程中受到明显限制的现状，设计了一种基于涡流和金相的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，旨在提供一种用于兼顾便捷性和准确性的奥氏体不锈钢敏化损伤测试和分级方法，即一种快速有效的敏化损伤测试和分级方法，通过基于涡流原理的快速筛查测试法与基于微观观察的金相分析法相结合，快速准确确定敏化损伤的程度，给出量化分级。在测试前，对基准试样进行敏化处理并标定，建立标定试样的涡流特征信号和金相微观组织图谱库；在测试时，首先应用涡流测试进行快速筛选测试和分级，对涡流信号不明显的部位可进一步采用金相分析法进行精确的测试和分级，从而实现材料敏化损伤既便捷又准确的测试和分级，使敏化损伤测试和分级更加便捷精准。
本发明基于涡流的奥氏体不锈钢敏化损伤测试和分级方法可用于对损伤进行快速的筛查，不需要进行打磨、抛光等表面处理，即可将损伤较为严重的部位非常便捷地筛选出来，并依据涡流信号进行分级。而损伤程度相对较轻的部位，涡流测试信号区分度较低，这种情况下需要补充金相分析来进行损伤分级，因此可采用金相分析方法进行测试和分级。通过这两种方法的结合，既利用涡流便捷快速的优势，又利用金相法弥补涡流法对较轻损伤不敏感的不足，非常适用于航空航天、核电、大型石油化工等行业领域中压力容器、压力管道等承压设备的敏化损伤快速测试和分级，为设备的安全使用和延寿分析提供技术依据。
作为本发明另一具体实施例，本发明奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置实施例应用上述奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法实施例所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，该奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置包括标定试样加热及温控系统、双环电化学动电位再活化测试系统、金相分析系统、涡流信号测试系统和计算机。
双环电化学动电位再活化测试系统、金相分析系统和涡流信号测试系统均与计算机连接。
标定标定试样加热及温控系统用于制备多个标定试样；标定试样为有敏化损伤的奥氏体不锈钢。
双环电化学动电位再活化测试系统用于确定每个标定试样对应的敏化损伤等级。
金相分析系统用于对每个标定试样进行金相分析，得到每个标定试样对应的微观组织图谱；金相分析系统还用于对待测试分级设备进行金相分析，得到待测试分级设备对应的微观组织图谱。
涡流信号测试系统用于向每个标定试样发射第一电磁信号，并接收第二电磁信号，得到每个标定试样对应的第二电磁信号；第二电磁信号为标定试样受第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；涡流信号测试系统还用于向待测试分级设备发射第一电磁信号，并接收第三电磁信号；第三电磁信号为待测试分级设备受第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号。
计算机用于根据每个标定试样对应的第二电磁信号和敏化损伤等级，建立感生涡流信号特征库；感生涡流信号特征库包括各第二电磁信号以及与第二电磁信号对应的敏化损伤等级；计算机还用于根据每个标定试样对应的微观组织图谱和敏化损伤等级，建立微观组织图谱特征库；微观组织图谱特征库包括各微观组织图谱以及与微观组织图谱对应的敏化损伤等级；计算机还用于判断第三电磁信号是否大于预设阈值；预设阈值为标定试样对应的敏化损伤等级是预设等级时对应的第二电磁信号；预设等级的最大值为20％；计算机还用于建立比对程序，当第三电磁信号大于预设阈值时，将第三电磁信号分别与感生涡流信号特征库中的各第二电磁信号进行自动比对，确定待测试分级设备的敏化损伤等级；计算机还用于建立比对程序，当第三电磁信号小于等于预设阈值时，将待测试分级设备对应的微观组织图谱与微观组织图谱特征库中的各微观组织图谱进行自动比对，确定待测试分级设备的敏化损伤等级。
其中，标定试样加热及温控系统具体包括电阻炉、温控系统、多个电加热丝和多个热电偶。
多个电加热丝均匀设置于电阻炉的内壁上；一个基础试样设置于电阻炉的中心位置；多个热电偶分别设置于电加热炉的上、中、下三个部位；基础试样为无敏化损伤的奥氏体不锈钢。
热电偶用于测量电阻炉内的温度，并将温度发送给温控系统；温控系统用于根据温度控制电加热丝分别对多个基础试样进行不同时间和不同温度的加热，以制备多个标定试样。
双环电化学动电位再活化测试系统为电化学工作站和三电极体系；电化学工作站与计算机连接。在该实施例中，电化学工作站采用CHI660E电化学工作站。
三电极体系以标定试样为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片电极为对电极；
电化学工作站用于采用循环伏安法进行电位正向扫描，得到最大活化电流密度；电化学工作站还用于采用循环伏安法进行电位反向扫描，得到最大再活化电流密度；电化学工作站还用于根据最大再活化电流密度和最大活化电流密度的比值得到每个标定试样对应的敏化损伤等级，并将每个标定试样对应的敏化损伤等级发送给计算机。
涡流信号测试系统具体包括传感器、信号采集仪和信号显示器。
传感器和信号采集仪连接；信号采集仪和信号显示器连接；信号显示器和计算机连接。
传感器用于向每个标定试样发射第一电磁信号，并接收第二电磁信号，得到每个标定试样对应的第二电磁信号；第二电磁信号为标定试样受第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；传感器还用于向待测试分级设备发射第一电磁信号，并接收第三电磁信号；第三电磁信号为待测试分级设备受第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号。
信号采集仪用于对第二电磁信号进行滤波和放大处理，得到滤波和放大处理后的第二电磁信号；信号采集仪还用于对第三电磁信号进行滤波和放大处理，得到滤波和放大处理后的第三电磁信号。
信号显示器用于对滤波和放大处理后的第二电磁信号进行显示；滤波和放大处理后的第二电磁信号包括幅值和相位；信号显示器还用于对滤波和放大处理后的第三电磁信号进行显示；滤波和放大处理后的第三电磁信号包括幅值和相位；信号显示器还用于将滤波和放大处理后的第二电磁信号以及滤波和放大处理后的第三电磁信号发送给计算机。
金相分析系统包括磨削抛光设备和现场金相显微镜；现场金相显微镜与计算机连接。
磨削抛光设备用于在标定试样上打磨和抛光，得到打磨和抛光后的标定试样；磨削抛光设备还用于在待测试分级设备上打磨和抛光，得到打磨和抛光后的待测试分级设备。
现场金相显微镜的底座设置有固定座，固定座可以为吸座或各种形式的固定座，固定座用于直接固定在打磨和抛光后的标定试样上，现场金相显微镜用于对打磨和抛光后的标定试样进行金相分析，得到打磨和抛光后的标定试样对应的微观组织图谱，并将打磨和抛光后的标定试样对应的微观组织图谱发送给计算机；固定座还用于直接固定在打磨和抛光后的待测试分级设备上，在该实施例中，吸座采用磁力吸座，现场金相显微镜还用于对打磨和抛光后的待测试分级设备进行金相分析，得到打磨和抛光后的待测试分级设备对应的微观组织图谱，并将打磨和抛光后的待测试分级设备对应的微观组织图谱发送给计算机。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，其特征在于，所述方法包括：
制备多个标定试样；所述标定试样为有敏化损伤的奥氏体不锈钢；
确定每个所述标定试样对应的敏化损伤等级；
向每个所述标定试样发射第一电磁信号，得到每个所述标定试样对应的第二电磁信号；所述第二电磁信号为所述标定试样受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
根据每个所述标定试样对应的所述第二电磁信号和所述敏化损伤等级，建立感生涡流信号特征库；所述感生涡流信号特征库包括各所述第二电磁信号以及与所述第二电磁信号对应的敏化损伤等级；
对每个所述标定试样进行金相分析，得到每个所述标定试样对应的微观组织图谱；
根据每个所述标定试样对应的所述微观组织图谱和所述敏化损伤等级，建立微观组织图谱特征库；所述微观组织图谱特征库包括各所述微观组织图谱以及与所述微观组织图谱对应的敏化损伤等级；
向待测试分级设备发射第一电磁信号得到第三电磁信号；所述第三电磁信号为所述待测试分级设备受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
判断所述第三电磁信号是否大于预设阈值；所述预设阈值为所述标定试样对应的敏化损伤等级是预设等级时对应的第二电磁信号；所述预设等级的最大值为20％；
若是，则将所述第三电磁信号分别与所述感生涡流信号特征库中的各所述第二电磁信号进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级；
若否，则对所述待测试分级设备进行金相分析，得到所述待测试分级设备对应的微观组织图谱；
将所述待测试分级设备对应的微观组织图谱与所述微观组织图谱特征库中的各所述微观组织图谱进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，其特征在于，所述制备多个标定试样，之前还包括：
制备多个基础试样；所述基础试样为无敏化损伤的奥氏体不锈钢。
3.一种奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置，应用权利要求1-2任一项所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级方法，其特征在于，所述装置包括标定试样加热及温控系统、双环电化学动电位再活化测试系统、金相分析系统、涡流信号测试系统和计算机；
所述双环电化学动电位再活化测试系统、所述金相分析系统和所述涡流信号测试系统均与所述计算机连接；
所述标定标定试样加热及温控系统用于制备多个标定试样；所述标定试样为有敏化损伤的奥氏体不锈钢；
所述双环电化学动电位再活化测试系统用于确定每个所述标定试样对应的敏化损伤等级；
所述金相分析系统用于对每个所述标定试样进行金相分析，得到每个所述标定试样对应的微观组织图谱；所述金相分析系统还用于对所述待测试分级设备进行金相分析，得到所述待测试分级设备对应的微观组织图谱；
所述涡流信号测试系统用于向每个所述标定试样发射第一电磁信号，并接收第二电磁信号，得到每个所述标定试样对应的第二电磁信号；所述第二电磁信号为所述标定试样受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；所述涡流信号测试系统还用于向待测试分级设备发射第一电磁信号，并接收第三电磁信号；所述第三电磁信号为所述待测试分级设备受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
所述计算机用于根据每个所述标定试样对应的所述第二电磁信号和所述敏化损伤等级，建立感生涡流信号特征库；所述感生涡流信号特征库包括各所述第二电磁信号以及与所述第二电磁信号对应的敏化损伤等级；所述计算机还用于根据每个所述标定试样对应的所述微观组织图谱和所述敏化损伤等级，建立微观组织图谱特征库；所述微观组织图谱特征库包括各所述微观组织图谱以及与所述微观组织图谱对应的敏化损伤等级；所述计算机还用于判断所述第三电磁信号是否大于预设阈值；所述预设阈值为所述标定试样对应的敏化损伤等级是预设等级时对应的第二电磁信号；所述预设等级的最大值为20％；所述计算机还用于当所述第三电磁信号大于预设阈值时，将所述第三电磁信号分别与所述感生涡流信号特征库中的各所述第二电磁信号进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级；所述计算机还用于当所述第三电磁信号小于等于预设阈值时，将所述待测试分级设备对应的微观组织图谱与所述微观组织图谱特征库中的各所述微观组织图谱进行比对，确定所述待测试分级设备的敏化损伤等级。
4.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置，其特征在于，所述标定试样加热及温控系统具体包括电阻炉、温控系统、多个电加热丝和多个热电偶；
多个所述电加热丝均匀设置于所述电阻炉的内壁上；一个所述基础试样设置于所述电阻炉的中心位置；多个所述热电偶分别设置于所述电加热炉的上、中、下三个部位；所述基础试样为无敏化损伤的奥氏体不锈钢；
所述热电偶用于测量所述电阻炉内的温度，并将所述温度发送给所述温控系统；所述温控系统用于根据所述温度控制所述电加热丝分别对多个所述基础试样进行不同时间和不同温度的加热，以制备多个标定试样。
5.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置，其特征在于，所述双环电化学动电位再活化测试系统为电化学工作站和三电极体系；所述电化学工作站与所述计算机连接；
所述三电极体系以所述标定试样为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片电极为对电极；
所述电化学工作站用于采用循环伏安法进行电位正向扫描，得到最大活化电流密度；所述电化学工作站还用于采用循环伏安法进行电位反向扫描，得到最大再活化电流密度；所述电化学工作站还用于根据所述最大再活化电流密度和所述最大活化电流密度的比值得到每个所述标定试样对应的敏化损伤等级，并将每个所述标定试样对应的敏化损伤等级发送给所述计算机。
6.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置，其特征在于，所述涡流信号测试系统具体包括传感器、信号采集仪和信号显示器；
所述传感器和所述信号采集仪连接；所述信号采集仪和所述信号显示器连接；所述信号显示器和所述计算机连接；
所述传感器用于向每个所述标定试样发射第一电磁信号，并接收第二电磁信号，得到每个所述标定试样对应的第二电磁信号；所述第二电磁信号为所述标定试样受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；所述传感器还用于向待测试分级设备发射第一电磁信号，并接收第三电磁信号；所述第三电磁信号为所述待测试分级设备受所述第一电磁信号作用后感生涡流的电磁信号；
所述信号采集仪用于对所述第二电磁信号进行滤波和放大处理，得到滤波和放大处理后的第二电磁信号；所述信号采集仪还用于对所述第三电磁信号进行滤波和放大处理，得到滤波和放大处理后的第三电磁信号；
所述信号显示器用于对所述滤波和放大处理后的第二电磁信号进行显示；所述滤波和放大处理后的第二电磁信号包括幅值和相位；所述信号显示器还用于对所述滤波和放大处理后的第三电磁信号进行显示；所述滤波和放大处理后的第三电磁信号包括幅值和相位；所述信号显示器还用于将所述滤波和放大处理后的第二电磁信号以及所述滤波和放大处理后的第三电磁信号发送给所述计算机。
7.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢敏化损伤测试分级装置，其特征在于，所述金相分析系统包括磨削抛光设备和现场金相显微镜；所述现场金相显微镜与所述计算机连接；
所述磨削抛光设备用于在所述标定试样上打磨和抛光，得到打磨和抛光后的标定试样；所述磨削抛光设备还用于在所述待测试分级设备上打磨和抛光，得到打磨和抛光后的待测试分级设备；
所述现场金相显微镜的底座设置有固定座，所述固定座用于直接固定在所述打磨和抛光后的标定试样上，所述现场金相显微镜用于对所述打磨和抛光后的标定试样进行金相分析，得到所述打磨和抛光后的标定试样对应的微观组织图谱，并将所述打磨和抛光后的标定试样对应的微观组织图谱发送给所述计算机；所述固定座还用于直接固定在所述打磨和抛光后的待测试分级设备上，所述现场金相显微镜还用于对所述打磨和抛光后的待测试分级设备进行金相分析，得到所述打磨和抛光后的待测试分级设备对应的微观组织图谱，并将所述打磨和抛光后的待测试分级设备对应的微观组织图谱发送给所述计算机。
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