蒸汽发生器传热管胀管区旋转涡流探头检查技术研究

蒸汽发生器传热管是反应堆一回路屏障最薄弱的部分,其完整性是核安全的重要保障。从国内部分蒸汽发生器运行的实际情况来看,胀管过渡段可能存在点蚀及应力腐蚀裂纹等缺陷,并且已经发现传热管胀管区存在泄漏的情况。为了更有效和可靠地检测出胀管过渡区出现的缺陷,我们开展了旋转涡流探头检验技术研究,制作相应的MRPC探头,进行涡流方法试验,改进和完善MRPC探头并形成传热管胀管区旋转涡流探头检查技术,并成功应用于各蒸汽发生器的役前和在役检测。     

扰动磁场检测笔式探头的研制及试验分析

根据扰动磁场检测原理,设计了一个扰动磁场检测笔式探头,用于辅助常规探头,扫查常规探头难以检测处。利用搭建的简易试验平台,对探头定位缺陷的能力及探头的有效检测范围进行了分析,对缺陷的检测灵敏度进行了研究。经试验验证,该探头具有较强的缺陷定位能力、较高的检测灵敏度及较宽的有效检测范围。     

基于TMR传感器阵列的蒸汽发生器换热管检测探头设计

文中设计了一种用于核电站蒸汽发生器换热管检测的涡流探头,该探头使用高分辨率、高灵敏度的隧道效应磁阻(TMR)传感器阵列对涡流电流产生的磁场成像,通过分析磁场图像数据,来快速准确地定位换热管中存在的缺陷。文中建立了基于压缩磁矢势方程的有限元仿真模型,来模拟缺陷检测的物理过程;研制并测试了由磁场激励线圈、TMR传感器阵列和数据采集系统组成的实验探头,对带有缺陷的换热管样品(Inconel 690)进行了检测,观察传感器输出的电压信号变化即可直观的反应出被测样品的缺陷情况。     

过渡段结构对废热锅炉薄管板应力分布的影响

运用ANSYS软件对废热锅炉建立了不同过渡段管板结构有限元模型,分析不同过渡段管板结构的应力场、温度场及耦合场,得出不同过渡段管板结构的应力分布,并依据有限元分析结果进行强度评定以及换热管轴向应力校核。分析结果可为管板过渡段结构设计提供一定的参考。     

基于数学形态学的超声信号盲区内缺陷特征提取方法

利用高频聚焦超声技术检测金属材料内部缺陷时,由于超声探头存在盲区,无法对近表面的缺陷进行准确定位,从而难以对材料的性能进行有效评估。因此,提出基于数学形态学的超声信号盲区内缺陷特征提取方法。采用扁平结构元素对盲区信号进行形态滤波,在提取出缺陷的特征信号后,通过计算特征信号的累积能量,由此可以定位出缺陷的深度位置。在实测中,利用100 MHz的高频超声探头对冷轧镀锌板进行检测分析。以长度为30的扁平结构元素对超声信号做形态滤波,对距离冷轧镀锌板上表面288.5μm的缺陷进行定位,得到缺陷位置为距离上表面275.6μm,相对误差为4.5%。为进一步验证方法的有效性,与小波包分解重构方法进行比较,结果表明:利用数学形态学方法对缺陷的定位误差更小,同时还改善了超声B扫成像的效果,使得缺陷特征更加凸显。     

在用铸铁烘缸的检测及评定

对一台试验烘缸进行强度试验和硬度测试,根据强度与硬度的关联式,基于合乎使用的原则,选取相对硬度RH＝0．8。对缸体壁厚测定先经过声速校定再进行壁厚测定,同时发现烘缸法兰、凸缘过渡段有“假”厚度现象,缸体壁厚测定应避开这两个部位。分析了铸铁烘缸超声检测的特点,通过对不同试块、各种探头进行灵敏度检测及试验分析,得出采用小角度纵波双晶探头可检测Φ3mm当量直径的体积形缺陷和采用大角度纵波双晶探头可检测筒体及小尺过渡区2mm深裂纹类面状缺陷．并对2mm深裂纹类面状缺陷进行安全评定。     

蒸汽发生器管子管板胀焊结合残余接触应力分析

采用有限元方法模拟蒸汽发生器管子管板的胀焊结合工艺过程,研究不同胀接压力下管子管板残余接触应力的分布情况、焊接温度场对管子管板残余接触应力的影响,以及未胀接区域长度对管子管板胀接区域残余接触应力的影响.分析结果表明,在胀接压力作用下,管子管板两端产生环向应力峰值,环向应力峰值随胀接压力的增大而增大,且管子过渡区域环向应...     

旋转磁场阵列式传感器设计及管道缺陷的仿真研究

管道内壁腐蚀具有不同的形状和取向,需要对不同的缺陷产生相对的横向的涡流场,方能有效地检测到相应的涡流产生的二次磁场的扰动信号。基于涡流检测技术,提出了一种用于在役检测管道内壁腐蚀状况的新型阵列式传感器探头设计方法,该探头使用相隔60°的3组绕组并通以三相电流来产生旋转磁场,对管道进行励磁;使用新型的高灵敏度巨磁阻(GMR)传感器芯片代替传统的线圈检测器来提取管道缺陷信号。通过有限元分析研究了三相电流激励频率、传感器提离以及激励电流对检测效果的影响,结果表明所设计的探头能够准确地识别并定位不同取向的管道缺陷,设计方法具有一定的可靠性。     

V形密封槽在薄壁换热管与管板胀接连接接头中的应用

对管板管孔开设V形密封槽用于薄壁换热管与管板连接的可行性进行了论述,并对V形槽胀接工艺与矩形槽胀接工艺的优缺点进行了比较,研究并提出了采用V形槽胀接工艺时薄壁换热管胀管率的控制范围。最后对采用V 形密封槽胀接连接接头的密封性及强度进行了分析论证。实际应用中,多台产品使用效果良好,胀接处没有出现渗漏及强度缺陷现象。     

核电站堆内构件围板螺栓超声检测试验研究

针对压水堆核电机组的围板螺栓内部缺陷检测要求,研究超声检测方法,通过设计专用超声探头,对系列人工缺陷的试块进行检测试验研究。试验结果表明,对于围板螺栓的圆弧过渡区、光杆段和螺纹段上3mm深的人工缺陷,采用专用超声探头均能有效检出,能够满足现场检测应用要求。     

核电凝汽器钛管胀焊典型缺陷原因分析及处理

结合岭澳二期核电工程应用实例,对钛管与钛复合管板胀焊典型缺陷及原因进行全面、深入地分析研究,形成核电凝汽器钛管胀焊缺陷处理措施。     

外穿式集中绕组激励旋转电磁场涡流无损检测系统

本文提出带集中式绕组可方便开合的新型探头设计,实现基于旋转电磁场涡流原理的管件外检测。通过COMSOL有限元模型研究了集中式绕组产生的旋转磁场特征及接收线圈参数对检测效果的影响,仿真结果表明集中式绕组可产生适于管件外壁缺陷检测的旋转电磁场,匝数较多、紧贴管道外壁并位于激励线圈端部的圆形线圈可更好地实现畸变信号拾取。构建了外穿式集中绕组激励旋转电磁场涡流无损检测系统,实现了对0.5 mm宽的周向与轴向裂纹检测,测试了系统对不同深度裂纹的识别能力,并利用位于管道外壁0到90°不同位置的裂纹验证了检测系统对裂纹周向定位能力,结果表明研发系统可进行任意方向裂纹的检测和周向定位,为连续管等管状构件的外检测提供一种新的方法。     

一种新型环向偏心涡流探头及其在小径管缺陷检测中的应用

针对小径管缺陷的检测,传统检测方法基本为Bobbin探头,但这种方法具有不能检出缺陷的环向信息的缺点.基于涡流检测的研究,为达到检出小径管缺陷的多重信息的目的,提出并开发一种新型的环向偏心Bobbin探头.该探头兼具轴向扫描和偏心环向扫描的功能,能够对小径管缺陷的多重信息进行有效检测.具体研究内容基于涡流检测的方法,设...     

管壳式换热器换热管与管板胀管率的确定

对胀管率的控制进行了详细的论述,并对胀管率的计算方法进行了比较,从而提出了不同材料的胀管率的控制范围;同时对影响胀接质量的因素作了总结。     

厚截面碳纤维复合材料远表面微缺陷超声检测

为了识别厚截面碳纤维复合材料(CFRP)远表面的微缺陷,使用递归分析方法对超声检测信号进行分析。首先在厚截面CFRP材料上打孔以模拟微缺陷,采用水浸超声脉冲反射法对不同大小的模拟缺陷进行检测。然后选取缺陷位置附近信号段,确定嵌入维数m、延迟时间τ、阈值ε等参数,对各信号段进行递归分析,得到递归图及递归定量分析结果。比较无缺陷信号和有缺陷信号的递归图,从宏观上定性确定微缺陷对超声信号的影响;比较无缺陷信号和有缺陷信号的递归定量分析结果,根据每个递归定量参数的物理意义,对缺陷产生的影响作出合理的解释。最后,使用不同中心频率探头进行实验,确定合适的探头参数。分析结果表明,使用7.5MHz高分辨率超声探头时检测效果最好;当嵌入维数为7、延迟时间为2、阈值为2时,递归图中出现异常白色区域、递归点增多且对角线结构变长,同时所选取的递归定量参数随缺陷增大而上升,表明厚截面CFRP远表面超声信号可能存在混沌结构,而微缺陷的存在会改变原有信号结构。所研究内容为实际微缺陷的定量识别及分类打下基础。     

超声相控阵管座角焊缝检测方法

介绍一种超声相控阵管座角焊缝检测方法，解决了管座角焊缝检测过程中结构回波干扰缺陷分析的问题。该方法使用双轴编码器进行扫查，其中一轴绕支管中轴线进行旋转，另一轴控制母管上的探头离支管中轴线的距离。扫查过程中探头在母管上绕支管进行移动，移动过程中，探头始终指向支管中轴线。对于每一个扫查断面，以支管的中轴线为y轴，以母管的中轴线和支管的中轴线的交点为坐标原点在当前扫查断面建立空间三维直角坐标系，分别构建当前扫查断面与管座角焊缝工件的相贯线解析方程。根据相贯线解析方程，在S扫成像图上绘制当前扫查断面与管座角焊缝工件的相贯线。通过参考相贯线，可更准确地分析管座角焊缝工件的缺陷情况，排除结构回波干扰，有效解决管座角焊缝检测过程中结构回波难以区分的难题。     

棒材超声波纵波手动检测工艺探讨

在超声波检测中,棒材超声波手动检测是难点,不易确定灵敏度或不易确定其缺陷当量,常出现基准灵敏度不准、表面补偿不准、缺陷定位不准等问题,本文探讨了棒材超声波手动检测工艺方法,培养学生通过试验,正确选用探头,校正灵敏度,探头偏移位置后精准对缺陷进行定位。     

管子－管板液压胀接管内缺陷的产生机理及防止

全深度液压胀接技术是核电机组蒸汽发生器及其他换热器管子－管板接头普遍采用的制造工艺。液压胀接具有操作简单、胀后变形均匀、壁厚减薄率低、残余应力小等优点,但也会产生管内划伤、胀接长度超差等管内缺陷,薄壁管厚管板胀接时胀接过渡区的管子内部缺陷产生的几率更高。对液压胀接时管子长度缩短量、壁厚减薄率进行了理论计算和测量,对过渡区胀接芯轴和管子受力进行分析,表明过渡区管子内部缺陷是由于管子长度缩短效应及管子受力共同作用产生的,胀接区的划痕缺陷主要是由于芯轴损伤及金属颗粒残留引起的,未胀区胀接长度超差主要是由于芯轴设定失误引起的。通过改进胀接芯轴密封形式和限位止环的设计,证明采用芯轴保护套及非膨胀式的限位止环等工艺措施能够有效避免管内缺陷的发生。     

无缝管超声波探伤喷标控制的研究与设计

在无缝管超声探波探伤过程中．当检测仪器发现缺陷,在其缺陷位置上应用喷标进行准确的标记时,必须采用有效的方式对喷标进行合理地控制。依据无逢管探伤的机械结构和探伤过程特点,分析出各个探头与喷标之间的延迟距离。在保证标记定位精度的前提下,研究了喷标标记的控制过程,得到喷标延迟数组。应用计算机软件技术建立喷标延迟结构,采用软件算法进行了设计,取代了硬件的控制方式,达到方便使用、准确定位的目的。     

基于有限元仿真的涡流探头特性研究

涡流检测在工业生产及设备运行维护等无损检测技术领域占有重要地位。文中介绍一种用于无损检测的涡流探头,探头由1个激励线圈与2个接收线圈组成。激励线圈在电压信号的激励下,在试件中产生感应涡流,试件中涡流随缺陷发生变化,接收线圈捕获到涡流产生磁场的变化,以此分辨试件表面缺陷。分别对涡流探头的激励线圈、接收线圈进行理论分析,使用有限元仿真软件Maxwell对传感器进行建模与仿真。采用数值方法分析探头在正弦波电压激励下的工作方式,铝试件与Q235试件表面涡流分布与探头输出特性。仿真分析了涡流效应对Q235材料探头输出的影响。对Q235试件中不同缺陷深度对探头输出电压大小的影响进行了分析。根据仿真结果,进行了探头实物制作,获得了探头在不同缺陷深度的输出信号,通过实验验证了探头对缺陷检测的有效性。