无损检测机械本科专业毕业设计（论文）外文资料翻译

PAGEPAGE2系别：工程技术系专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：2012年3月1日外文资料翻译译文无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验不见的表面和内部质量进行检查的一种检测手段，NondestructiveTesting（缩写NDT）。机械振动在介质中的传播过程叫做波，人耳能够感受到频率高于16赫兹，低于20000赫兹的弹性波，所以在这个频率范围内的弹性波又叫声波。频率小于10赫兹的弹性波又叫次声波，频率高于20000赫兹的弹性波叫做超声波。次声波和超声波人耳都不能感受。超声波的特点：1、超声波声束能集中在特定的方向上，在介质中沿直线传播，具有良好的指向性。2、超声波在介质中传播过程中，会发生衰减和散射。3、超声波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从而达到探测缺陷的目的。4、超声波的能量比声波大得多。5、超声波在固体中的传输损失很小，探测深度大，由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷（缺陷中有气体）或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件重的深度、位置和形状。超声波探伤优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量。超声波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，以及探伤结果不便于保存，超声波检测对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适合于厚度较大的零件检验，使超声波探伤也具有其局限性。超声波探伤仪的种类繁多，但脉冲反射式超声波探伤仪应用最广。一般在均匀材料中，缺陷的存在将造成材料不连续，这种不连续往往有造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的界面上会发生反射。反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。脉冲反射式超声波探伤仪大部分都是A扫描式的，所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个工件中存在一个缺陷，由于缺陷的存在，造成了缺陷和材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后就会发生反射，反射回来的能量又被探头接收到，在显示器屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷波在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。钻杆接头和转换接头(以下简称接头)是石油钻柱的重要构件近年来，随着我国石油工业的飞速发展，接头用量逐年增加。但是，由于国产接头质量不高，导致接头断裂事故频繁发生。根据石油管材研究中心对华北、胜利、大庆、中原、大港、吉林、新疆等油田的现场调查，1984～1986年国产接头的断裂事故达100多起。接头的大量失效，造成了严重的经济损失．例如，中原油田一中美合作钻井队于1986年4月发生一起国产转换接头断裂事故，直接经济损失达40多万美元．据估计，全国每年因接头断裂而造成的经济损失在l00o万元以上。由此可见，提高接头质量，对于减少接头早期失效事故，提高钻井效率和石油工业的经济效益，具有十分重要的意义。接头的服役条件比较恶劣，在使用过程中要承受拉伸、扭转、弯曲、振动、冲击等多种复杂载荷的作用。根据接头的服役条件，要求接头具有较高的强度和良好的塑韧性，为了达到这一要求，国外在接头选材及热处理方面采取了一系列措施，用钢主要采用4100系列(Cr～Mo系)，主要牌号有4l37H、-4l40H等。我国合金钢系列基本上是从苏联FOCT标准中移植过来的，与美国合金结构钢系列差别很大在GB3077—82中虽然也有Cr—Mo钢录列，但含碳量和主要合金元素配比与4100系列相差颇丸往往难以替代。以国勺用来生产接头的主要钢种35CrMo为例，碳、锰含量与4l37H、4140H相差较大，即使采用含碳量较高的42CrMo钢，由于锰含量较低，淬透性也达不到4140H的水平。在热处理工艺方面，国外接头生产厂普遍采用可控气氛炉加热，在接头内外表面加工完后进行光亮淬火。国内接头热处理多采用普通空气炉加热，淬火时接头内外表面均留有较大的加工余量，对热处理效果有很大的影响．从对国内外接头热处理条件的对比分析可知，国内对接头用钢的淬透性应比国外有更高的要求．目前，国内接头用钢十分混乱．除一些专业生产厂采用35CrMo外，一些地方小厂甚至采用45Mn、30CrMnTi等淬透性很差的钢种，有些甚至不经热处理。近年来，找们从全国各袖珥收集了近百件接头断裂失效样品，对这些失效接头的分析结果表明，绝大多效属于低应力脆断造成接头低应力脆断的根本原因是韧性太差．绝大多数断裂接头的韧性指标C在30J以下，有的还不足10J．失敷分析还表明，低韧性往往与不良的显馓组织相对应这些接头的显微组织为回火索氏体+上贝氏体+铁索体或铁索体+珠光体，晶粒粗大这说明，接头韧性差的最终原因是选材及热处理不当造成的。国外接头(主要是钻杆接头)主要选择日本、美国等用4137H或4140H生产的接头及德国用36CrNiMo4生产的接头．26只4100系列接头的解剖分析结果(见图3)表明，接头的强度指标较高，平均夏比V形缺口冲击功Cv为78．5J，绝太多效接头的韧性指标C在54J以上。7只36CrNiMo4接头的解剖分析结果表明，在强度指_标与4137H或4140H接头接近或略高的情况下，韧性指标较高，达91．6J，全部试样的c值在54J以上，断口形貌转化湿度均较低(Fo<一32℃)。对国内用35CrMo35CrMoV和42CrMo生产的63只各种规格接头和接头毛坯的解剖分析结果表明，强度符合APISpec7规定、冲击功>54J的仅占3％；强度与韧性指标二者之一不符合要求的各占25．5％；强度与韧性指标均不符合要求的占46％；断口形貌转化温度较高(FATT~o>24-℃)．对比分析表明，德国采用的36CrNiMo4钢是生产接头的较好钢种．国内采用35CrMo等钢，在现行热处理条件下难以满足接头的性能要求。从对国外接头的解剖分析结果来看，德国36crNiMo4接头性能较好，这与它的高淬透性密切相关．前已述及，由于国内接头生产条件的限制，对接头用钢的淬透性应有更高的要求。因此，钢种的淬透性应作为选材的主要依据．同时，应考虑热处理工艺性能和经济性。就淬透性而言，40CrNiMo、40CrMnMo与德国36CrNiMo4比较接近．从性能角度考虑，上述几种材料经过正确的热处理，常规性能基本一致。所不同的是含镍钢的低温韧性较好。从热处理工艺性能来看，36CrNiMo4和4OcrNiMo这两种钢比较成熟，热处理工艺性能比较稳定．从上述试验结果来看，加CrMnMo钢的热处理工艺性良好，完全可以满足接头的性能要求．而且40CrMnMo符合我国资源情况，价格便宜。因此，40CrMnMo完全可以用来代替36CrNiMo4和40CfNiMo生产接头．根据上述对比分析，36CrNiMo4是生产接头的良好钢种．在国内36crNiM04供应不足的情况下，可用符合我国资源情况的40CrMnMo代替36CrNiMo4生产接头．为了降低生产成本，对一些小规格的转按接头(<127mm)，也可采用35CrMo或42CrMo钢生产。我们将上述研究结果先后介绍给宝鸡石油机械厂、高峰机械厂等单位，得到了普遍采用。按照我们推荐的材料及热处理工艺生产的各种接头可完全达到SY529091、SY5200—87及APISpec7的规定，性能达到了国外同类产品的先进水平。宝鸡石油机械厂按推荐的材料及热处理工艺已生产36CrNiMo4和40CrNiMo接头1万余只，生产40CrMnMo接头5000余其，在油田使用后，束发生一起断裂事故。目前，这项研究结果已被越来越多的生产厂采用。前几年，国内各油田每年发生接头脆性断裂事故近100起。在有关部门的支持下，经管材研究中心的试验研究，国产接头的质量有了较大幅度的提高，井促进了各油田接头使用和管理水平的提高，接头脆性断裂事故从取来的每年100起减少至目前的每年大约1O起。按每起断裂事故的直接经济损失10万元计算，则每年可减少直接经济损失900万元。按全国每年约需3万只接头计，若以40CrMnMo代替40CrNiMo生产接头，每只接头可节约成本180元，则每年可节约540万元。另外，由于接头的质量水平提高，使用寿命延长，必将产生巨大的社会效益。目前各油田仍在使用部分质量低劣的接头，这是导致接头断裂的根本原因。如今后全部使用兼备高强度和高韧性的36CrNiMo4、40CrNiMo或40CrMnMo接头，必将大大地提高井效率，降低钻井成本，提高整个石油工业的经济效益。外文原文Nondestructivetestingwithoutdamagetotheworkpieceorrawmaterialworkingconditionunderthepremise,tobetestednotseesurfaceandinternalqualityinspectionasameansofdetection,NondestructiveTesting(abbreviatedNDT).Mechanicalvibrationpropagationinthemediumiscalledthewave,thehumanearcanfeelthefrequencieshigherthan16Hz,below20000Hzbyelasticwave,sointhisfrequencyrangeoftheelasticwaveandacousticwave.Frequencyoflessthan10Hzelasticwaveisalsocalledacousticfrequencieshigherthan20000hz,theelasticwaveiscalledultrasonic.Sonicandultrasonicearcan'tfeel.Ultrasonicflawdetectionhastheadvantagesofhighsensitivity,detectionoflargethickness,highspeed,lowcost,harmlesstothehumanbody,candefectpositioningandquantitative.Ultrasonicflawdetectionondefectsofthedisplayisnotintuitive,testingtechnicaldifficultybig,susceptibletosubjectiveandobjectivefactors,aswellastheresultsofthetestingisnoteasytopreserve,ultrasonicdetectionontheworksurfaceshouldbesmooth,requireexperiencedinspectorstoidentifythedefecttypes,suitableforlargerthicknessofpartsinspection,sothattheultrasonicflawalsohasitslimitations.Ultrasonicflawdetectorforvariety,butthepulsereflectiontypeultrasonicflawdetectoristhemostwidelyused.Generallyinhomogeneousmaterials,thepresenceofdefectswillcausethematerialdiscontinuity,thediscontinuitycausedbyacousticimpedanceisofteninconsistent,reflectedbythetheoremweknow,intwodifferentacousticimpedanceofthedielectricinterfacewillbereflected.thereflectedenergyandthesizeoftheinterfaceofthemediaonbothsidesoftheacousticimpedanceofthedifferencesandinterfacialorientation,size.Pulsereflectiontypeultrasonicflawdetectorisbasedontheprinciplesofdesign.Ultrasonicflawdetectionhastheadvantagesofhighsensitivity,detectionoflargethickness,highspeed,lowcost,harmlesstothehumanbody,candefectpositioningandquantitative.Ultrasonicflawdetectionondefectsofthedisplayisnotintuitive,testingtechnicaldifficultybig,susceptibletosubjectiveandobjectivefactors,aswellastheresultsofthetestingisnoteasytopreserve,ultrasonicdetectionontheworksurfaceshouldbesmooth,requireexperiencedinspectorstoidentifythedefecttypes,suitableforlargerthicknessofpartsinspection,sothattheultrasonicflawalsohasitslimitations.Ultrasonicflawdetectorforvariety,butthepulsereflectiontypeultrasonicflawdetectoristhemostwidelyused.Generallyinhomogeneousmaterials,thepresenceofdefectswillcausethematerialdiscontinuity,thediscontinuitycausedbyacousticimpedanceisofteninconsistent,reflectedbythetheoremweknow,intwodifferentacousticimpedanceofthedielectricinterfacewillbereflected.thereflectedenergyandthesizeoftheinterfaceofthemediaonbothsidesoftheacousticimpedanceofthedifferencesandinterfacialorientation,size.Pulsereflectiontypeultrasonicflawdetectorisbasedontheprinciplesofdesign.PulsereflectiontypeultrasonicflawdetectoraremostlyAscanning,Ascanningdisplaymodethatdisplayhorizontalaxesareinthedetectedmaterialofultrasonicpropagationtimeorpropagationdistance,theordinateisthereflectionofultrasonicwaveamplitude.Forexample,inaworkpieceinthepresenceofadefect,becauseofthedefect,resultingindefectsandmaterialisformedbetweenadifferentmediumbetweentheinterface,interfacebetweendifferentacousticimpedance,whentransmittingtheultrasonicencounteredaftertheinterfacereflectionoccurs,thereflectedenergyreceivedbytheprobe,thedisplayscreenofabscissaofthecertainpositionwillbedisplayedinareflectionofthewaveform,theabscissa,thispositionisthedefectwaveinthedetectedmaterialindepth.Thisreflectedwaveheightandshapeduetodefectsofdifferentanddifferent,reflectingthenatureofthedefect.Drillpipejointandanadapter(hereinafterreferredtoasjoint)isanimportantcomponentofthedrillstringinrecentyears,withChina'soilindustryandtherapiddevelopmentofindustry,jointconsumptionincreasesyearbyyear.However,duetodomesticjointqualityisnothigh,leadingtojointfractureaccidentsoccurredfrequently.AccordingtotheoilpiperesearchcenterinNorthChina,CentralPlains,daqing,victory,bigharbor,Jilin,Xinjiangandotheroilfieldsurvey,1984~1986,domesticjointfractureaccidentof100cases.Alargenumberofjointsfailure,causingsevereeconomiclosses.Forexample,aSino-UScooperationinZhongyuanoilfielddrillingteamin1986Apriloccurredindomesticconversionjointruptureaccident,immediatepecuniarylossamountstoabout400000dollar.Accordingtoestimation,thewholenationisannualbecausethefracturecausedeconomiclossesinl00Omillionyuantoon.Therefore,improvingthequalityoftheweldjoint,toreduceearlyfailure,improvethedrillingefficiencyandtheoilindustryeconomicbenefits,haveveryimportantsense.Jointserviceconditionismoreabominable,duringusetowithstandthetensile,bending,torsion,vibration,shockandothercomplexloads.Accordingtothejointserviceconditions,requirethatthejointhashighstrengthandgoodductilityandtoughness,toachievethisonerequirement,abroadinthejointmaterialselectionandheattreatmentprocesshastakenaseriesofmeasures,steelusedmainly4100series(Cr~Mo),themainbrandsare4l37H,4l40Hetc..OurseriesofalloysteelbasicallyisfromtheSovietUnionintheFOCTtransplant,andtheUnitedStatesofAmericaalloystructuralsteelseriesvarygreatlyintheGB3077-82althoughthereareCr-Mosteelwererecorded,butthecontentofcarbonandalloyingelementsratioand4100seriesdiffersquitepillsareoftendifficulttoreplace.Thespoonusedtoproducejointmainlysteel35CrMoforexample,carbon,manganesecontentand4l37H,4140Hdiffergreatly,evenwithhighcarboncontentsteel42CrMo,duetomanganesecontentislow,thehardenabilityofupto4140Hlevel.intheaspectofheattreatmentprocess,foreignjointproductionplantcommonlyusedbycontrolledatmospherefurnaceheating,theinnerandoutersurfaceprocessingafterjointbrightquenching.Domesticjointheattreatmentbyordinaryairheatingfurnace,quenchingjointinternalandexternalsurfaceofalargemachiningallowance,theresultoftheheattreatmenthasverybigeffect.Onthedomesticjointheattreatmentconditionsofcontrastanalysis,domesticjointsteelhardenabilitythanabroadhavehigherrequirements.Atpresent,domesticjointsteelwasinchaos.Inadditiontosomeprofessionalproductionplantusing35CrMo,somelocalsmallplantevenusing45Mn,30CrMnTiandsoonHardenabilityofpoorgrades,somedonotevenafterheattreatment.Inrecentyears,wefromthecuffandcollectedhundredsofpiecesofjointfracturefailuresamples,thefailureofjointanalysisshows,mosteffectivebelongstolowstressbrittlefracturecausedbyjointlowstressbrittlefracturearetherootcausesofpoortoughness.ThevastmajorityoffracturejointtoughnessindexCin30Jthefollowing,somelessthan10J.Loseenoughanalysisalsoshowedlowtoughness,oftenwithadversewasSantissuecorrespondingtothesejointmicrostructurecalledtemperedmartensite+upperbainiteandferriteorferrite+pearlite,coarsegraininthisdescription,jointtoughnessistheultimatereasonmaterialsselectionandheatimproperdisposalForeignjoint(mainlythedrillpipejoints)mainchoiceofJapanandtheUnitedStates,with4137Hor4140HproductionofthejointsandGermanstateswith36CrNiMo4productionofthejoints.26only4100seriesjointanatomicalanalysisresults(seeFigure3)showsthat,thejointstrengthindexarehigher,theaverageCharpyVnotchimpactenergyCv78.5J,vasttoomucheffectjointtoughnessindexCin54Jbasedon.In736CrNiMo4jointanatomicalanalysisresultsshowthat,thestrength_labeledwith4137Hor4140Hconnectionsareclosetoorslightlyhigh,toughnessindexarehigher,upto91.6J,theCvalueofallsamplesin54Jabove,fracturemorphologytransformationwetdegreeswerelower(Fo<32c).Onthedomesticuseof35CrMo35CrMoVand42CrMoproductionin63jointsofvariousspecificationsandjointroughanatomicanalysisresultsshowthatthestrengthisconsistentwiththeprovisionsofSpec7,API,impactpower>54Jonlytoaccountfor3%;strengthandtoughnessindexofoneintwodoesnotmeettherequirementsofeachaccountedfor25.5%;strengthandtoughnessindexesdonotmeettherequirementsfor46%;fractureappearancetransitiontemperatureishigher(FATT~o>24degreesC).Comparativeanalysisshowed,Germanyadopted36CrNiMo4steelisajointproductionofgoodsteel.thedomesticuseof35CrMosteel,theheattreatmentconditionstomeettheperformancerequirementsofjoint.Fromtheforeignjointanatomicalanalysisresults,theGerman36crNiMo4jointperformanceisgood,withitshighhardenabilityarecloselyrelated.Beforetheand,duetothedomesticjointproductionconditions,thejointsteelhardenabilityshouldhavehigherrequirements.Therefore,thesteelhardenabilityshouldbeusedastheselectionofthemainbasis.Atthesametime,shouldbeconsideredinheattreatmentprocessperformanceandeconomy.onhardenability,40CrNiMo,40CrMnMoandGermany36CrNiMo4closer.Fromtheperformancepointofview,thesematerialsafterproperheattreatment,theroutineperformanceofbasicallythesame.Whatisdifferentwiththelowtemperaturetoughnessofhighnickelsteel.Fromthethermaltreatmentprocessperformance,36CrNiMo4and4OcrNiMotwosteelheattreatmenttechnologyisrelativelymature,stableperformance.Fromthetestresults,andCrMnMosteelheattreatmenttechnologyisgood,cancompletelymeettherequirementsofjointperformancerequirements.and40CrMnMoinaccordancewiththecircumstanceofourcountryresource,cheapprice.Therefore,40CrMnMocanbeusedinsteadofthe36CrNiMo4and40CfNiMojointproduction.Accordingtotheaboveanalysis,36CrNiMo4isajointproductionofgoodsteel.36crNiM04domesticsupplyshortagesituation,availablewiththecircumstanceofourcountryresource40CrMnMoinsteadof36CrNiMo4jointproduction.Inordertoreducetheproductioncost,tosomesmallsizeaccordingtothejoint(<127mm),alsocanuse35CrMoor42CrMosteelproduction.WeapplytheaboveresearchresultshasintroducedtoBaojipetroleummachineryfactory,peakMachineryPlantandotherunits,widelyadopted.InaccordancewithourrecommendedmaterialsandheattreatmentprocesstoproduceavarietyofjointcanbecompletelytoSY529