厚壁鋼管內(nèi)裂紋修復(fù)技術(shù)及其應(yīng)用

裂紋是厚壁鋼管常見的缺陷之一，是導(dǎo)致零部件失效的直接因素。在保證成形要求的前提下，在厚壁鋼管的制造過程中，特別是塑性加工過程中，裂紋的控制至關(guān)重要。傳統(tǒng)加工工藝中，主要是通過控制工藝參數(shù)減少裂紋萌生，或者是控制工藝參數(shù)抑制微裂紋的擴展從而實現(xiàn)裂紋控制。近年來，隨著對裂紋研究的深人。

發(fā)現(xiàn)在塑性加工過程中，特別是高溫塑性加工過程中，裂紋存在自修復(fù)現(xiàn)象，并進一步發(fā)展出了裂紋擬生自修復(fù)技術(shù)陶瓷材料、無機玻璃、復(fù)合材料等脆性材料的制造、使用過程中，裂紋問題也備受關(guān)注。這些材料在使用過程中特別容易萌生微裂紋，為了延長這些厚壁鋼管材料的使用壽命，開發(fā)出了許多內(nèi)裂紋修復(fù)技術(shù)。

燒制厚壁鋼管出現(xiàn)孔洞現(xiàn)象的處理

有粘結(jié)劑的空心纖維埋植在混凝土中，當(dāng)建筑物受到外界壓力，材料內(nèi)部應(yīng)力改變，產(chǎn)生裂紋，粘結(jié)劑從空心纖維流向基質(zhì)而固化，以修補厚壁鋼管瞬間產(chǎn)生的裂紋。這一技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在公路、地基、橋墩等建筑物。

對高溫疲勞和蠕變時銅內(nèi)部形成的孔洞，研究發(fā)現(xiàn)在13.8Pa的靜水壓力下退火時可以觀察到孔洞的燒結(jié)現(xiàn)象，而隨后在真空下退火時，出現(xiàn)與孔洞燒結(jié)相反的現(xiàn)象。觀察發(fā)現(xiàn)退火后孔洞逐漸減小，但是厚壁鋼管上的孔洞仍然存在。用CT或X射線將裂紋定位后，對著裂紋處鉆一個小孔，將釬焊藥填人進行釬焊，實現(xiàn)內(nèi)部微裂紋的修復(fù)。

可以將大電流脈沖作為瞬時輸入能量的一種方式，將含有裂紋的零部件通以大電流脈沖，當(dāng)電流方向垂直于裂紋時，調(diào)整電流的大小將可以實現(xiàn)無融化情況下的裂紋修復(fù)。并可以調(diào)整材料內(nèi)部微結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)材料疲勞性能的改善。

厚壁鋼管產(chǎn)品的實用階段

厚壁鋼管在20世紀(jì)90年代得到迅速發(fā)展，已開始進入實用階段，顯示了旺盛的生命力。預(yù)計到2020年，全部超導(dǎo)產(chǎn)品中高溫超導(dǎo)占60%~70%。盡管目前高溫超導(dǎo)在技術(shù)上和資金上仍存在問題，但它以比液氦便宜50倍的液氮為工作介質(zhì)，具有低溫超導(dǎo)無法企及的優(yōu)點。

由于高溫超導(dǎo)材料具有其他材料無法比擬的巨大優(yōu)越性，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛用于能源、通信、交通、科學(xué)研究及等方面，將對國民經(jīng)濟和人類社會的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。美國能源部認(rèn)為厚壁鋼管技術(shù)是21世紀(jì)電力工業(yè)重要的高技術(shù)儲備，是檢驗美國將科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用技術(shù)能力的重大實踐。

日本認(rèn)為掌握超導(dǎo)電力技術(shù)是保證日本能在21世紀(jì)全球競爭中保持優(yōu)勢的關(guān)鍵所在。根據(jù)世界銀行預(yù)測，到2020年，全球超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值將達2440億美元以上，高溫超導(dǎo)材料將從根本上改變?nèi)祟惖挠秒姺绞健?