蒸汽发生器传热管旋转探头与阵列探头涡流检测技术对比

造成压水堆核电站蒸汽发生器降质的主要原因有晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、减薄、凹痕、机械磨损、疲劳等。为了可靠地检测出传热管的运行缺陷,分析了旋转探头与阵列探头的特性,对两种探头的缺陷识别以及检测能力进行了比较试验,确定了传热管涡流检测中使用旋转探头及阵列探头的技术特点。     

基于有限元仿真的核电站传热管涡流检测

核电是公认的清洁能源,但核电安全问题日益引起人们的高度关注。采用有限元仿真的方法研究了核电站蒸汽发生器传热管缺陷特征与涡流阻抗信号之间的关系。利用内穿式差动Bobbin线圈对传热管缺陷进行了数值模拟检测。研究了缺陷形状结构对缺陷信号特征的影响,分析了检测频率、裂纹宽度和裂纹深度对缺陷信号特征的影响。通过对仿真试验结果的分析,发现不同缺陷结构、不同缺陷宽度、不同缺陷深度及不同检测频率对涡流阻抗信号影响具有各自明显的规律。该研究成果对核电站在役管道的涡流无损检测具有重要的实用价值和理论意义。     

涡流X-probe探头的试验及应用

探头是阵列涡流检测的关键部件,介绍了一种新型的内穿过式涡流阵列探头——X-probe。分析了X-probe探头的工作原理,并通过试验研究,归纳了X-probe探头检测的不同类型缺陷信号特征、支撑下缺陷响应以及伤深与相位的关系。并介绍了X-probe探头在核电厂凝汽器传热管涡流检查的应用情况。试验结果表明,X-probe探头能够获取缺陷轮廓并依据AF和CF通道的幅值分辨出缺陷方向。现场应用证实X-probe探头具有良好的管板区缺陷检出能力,能很好地检测分辨并测量周向复合缺陷的伤深。     

蒸汽发生器传热管凹痕与缺陷的涡流检测信号分析

国内某核电站蒸汽发生器传热管涡流检测时发现部分可疑信号,不能确定其缺陷类型,故设计和制作了模拟试件,采用轴绕式差分探头对模拟试件进行涡流检测对比试验,同时采用旋转探头、阵列探头进行复核,模拟常规超声无法有效分辨该信号时的解决方法。试验结果表明,该缺陷信号不是单纯的凹痕信号,而是凹痕与缺陷的复合信号,对于类似信号可通过混频的方式消除其中的干扰变量从而达到区分和定量的目的。     

卧式蒸汽发生器传热管涡流检测缺陷信号的准确性

分析了卧式蒸汽发生器传热管缺陷产生的原因,通过对含应力腐蚀缺陷传热管的涡流检测结果与缺陷解剖结果对比,分析了涡流检测误差产生的原因,总结出缺陷特性对测量结果的影响规律,为提高涡流检测信号的准确性提供依据。     

凝汽器管板区传热管的涡流MRPC探头检测

为了解决凝汽器传热管在管板区的涡流Bobbin探头检测存在的检测盲区,文章提出了采用MRPC探头检测这一区域的方法。通过试验研究,区分了不同类型缺陷信号并归纳了不同类型缺陷的信号特征。通过建立伤深-相位曲线,实现了对于不同类型人工缺陷的缺陷深度测量。为了检验该方法的有效性,采用该方法检测了模拟管板传热管中不同位置的人工缺陷,取得了良好的检出效果,深度测量值与实际值接近。     

基于涡流效应的管道内壁缺陷检测与识别

在管道内检测中为了有效识别管道内壁缺陷,提出了基于涡流效应的检测方法,实现管道内壁缺陷的检测与识别。分析了缺陷大小及探头提离值对检测结果的影响,采用电桥式涡流检测方法对实验钢板进行检测的结果表明,系统最小能分辨孔径为2mm的缺陷;在涡流探头提离值为4mm时依然能有效检测到缺陷信号。     

核电站蒸汽发生器传热管胀管过渡段沉积物及缺陷的涡流探头判别

国内部分蒸汽发生器在运行过程中,其传热管胀管过渡段可能存在点蚀及应力腐蚀裂纹等缺陷。为了更有效和可靠地检测出胀管过渡区出现的缺陷,分析了轴绕式、扁平旋转式、阵列式三种不同类型的涡流探头特性,再通过一系列针对性试验,对不同探头如何发现沉积物及沉积物下存在的缺陷进行了对比测试,获得了相关的分析数据,掌握了胀管过渡段沉积物及其缺陷的准确识别技术。     

涡流Bobbin探头性能评价参数试验

为了评价和比较传热管涡流检查使用的Bobbin探头，通过对于影响检测结果的基本要素的分析，提出涡流Bobbin探头的性能评价参数。采用自制探头和进口探头进行了比较试验。通过对试验结果的分析，总结出涡流Bobbin探头的性能评价方法，并最终给出了对材料为08X18H10T不锈钢、尺寸为φ1Gmm×1．5mm的蒸汽发生器传热管涡流检查的Bobbin探头（西11．0mm）的验收指标，为此类探头的性能测试和比较提供了参考。     

蒸汽发生器传热管内穿涡流检测的噪声特性及其测量方法

对蒸汽发生器传热管管材生产阶段内穿涡流检测噪声的2种测算方法(峰峰值和均方根)、影响噪声的因素和来源、噪声峰峰值与均方根之间换算比值进行了试验。结果表明,涡流检测时冷轧管噪声主要呈现周期性,拉拔管(Inconel690合金管)噪声主要呈现随机性,峰峰值和均方根之间的比值推荐为π。同时还研究了噪声对缺陷(点状缺陷和裂纹)的影响。     

阵列探头在传热管管板区涡流检测中的应用

传统上采用Bobbin探头进行凝汽器传热管涡流检测时存在管板盲区问题。基于传热管管板区涡流检测需求,研究了CXB型阵列探头在此领域的应用。通过设计制作凝汽器模拟管板,开展了试验研究。试验发现,CXB探头能够有效解决涡流检测中Bobbin探头在传热管管板区存在的盲区问题。同时,试验解决了CXB探头对于缺陷的定量评定难题。最后给出了现场检测中的实际应用结果。     

蒸汽发生器传热管检查旋转探头设计和应用

常规Bobbin探头涡流检测技术难以发现蒸汽发生器传热管的裂纹性缺陷,为解决该问题,设计了旋转探头。旋转探头不仅解决了裂纹性缺陷检测难题,还具备缺陷定性能力,且信号输出为C扫图,直观易懂。本文概述了旋转探头的设计原理、数据分析方法以及缺陷特征。并基于设计的人工缺陷,研究了旋转探头缺陷定位、定性和定量方法。     

涡流检测旋转探头性能评价研究

蒸汽发生器(SG)涡流检测中,相比于国内常规的Bobbin探头,旋转探头不仅能生成C扫三维图像,并能分辨出传热管上缺陷的位置和数量,而且能发现常规涡流探头"盲区"中隐藏的缺陷,降低了检测的漏检率,提高了检测的精度。本文旨在通过对比自制旋转探头与进口旋转探头在幅频响应、灵敏度、分辨力、异形信号显示等方面的差异,探讨评价旋转探头性能的方法,进而改进自制旋转探头的制作工艺。     

阶梯轴部件自动涡流检测系统设计及试验

针对MOCVD设备用阶梯轴类部件表面缺陷的自动涡流检测难题，开发了阶梯轴部件专用自动涡流检测系统，研制了涡流探头的自适应辅助装置，开展了阶梯轴部件对比试样和表面缺陷的自动涡流检测试验研究。试验结果表明，使用研制的涡流探头自适应辅助装置配合自动扫查系统可有效消除提离效应对涡流信号的影响，实现MOCVD设备用阶梯轴部件表面裂纹缺陷、划伤缺陷以及磕伤缺陷的快速自动涡流检测，同时显著提高阶梯轴部件涡流检测的效率，该系统有望应用于复杂阶梯轴部件的自动涡流检测。     

基于ANSYS仿真分析的管材涡流检测频率优化研究

针对传统的涡流检测激励频率确定方法存在与实际情况不符和难以得到最佳检测频率的问题,基于大型通用有限元软件ANSYS建立了外径19 mm、壁厚2 mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管材涡流检测内插式探头和穿过式探头的仿真模型,根据差动探头的特性,通过计算距人工缺陷不同距离时检测线圈电流的实部IREAL、虚部IIMAG和线圈的阻抗差ΔZ,进而得到缺陷仿真信号,通过比较不同频率下缺陷信号的幅值和相位,确定穿过式探头的最佳检测频率为50 kHz。     

蒸汽发生器传热管涡流检测能力试验

蒸汽发生器传热管的涡流检测对核电站的安全运行十分重要。由于传热管存在的缺陷大部分为降质缺陷,且较常见的类型为体积效应较小的缺陷。RSEM规范中要求涡流检测可以发现体积为1mm3的缺陷,对涡流检验系统的能力进行了试验分析,结果表明其检测能力可以满足国际标准的规定。     

涡流检测对管材槽和孔人工缺陷灵敏度的对比

对管材进行涡流检测时,如何选择槽或孔作为评判人工缺陷的灵敏度的标准一直是设计和使用单位重点关注的问题。通过理论分析,对某管材上3.0 mm(长)×0.075 mm(宽)×0.050mm(深)槽、Φ0.3mm通孔人工缺陷涡流检测灵敏度进行对比。结果表明:对于上述槽、孔人工缺陷的灵敏度对比是有条件的,在探头频率小于某个值时,孔缺陷的灵敏度高于槽缺陷的灵敏度;在该频率时,孔的灵敏度等于槽的灵敏度;大于该频率时,孔的灵敏度低于槽的灵敏度。在理论分析的基础上,在低频段通过外穿、内穿及笔式探头开展试验研究,验证了理论分析的正确性。     

铝合金构件R角缺陷的涡流检测探头设计及试验研究

针对传统的涡流检测探头难以检测L型铝合金构件R角区域裂纹问题,研制了铝合金裂纹涡流检测探头。根据现场检测工况,设计了与R角区域有效贴合的探头外壳,并且结合R角区域裂纹的分布特点,提出了适用于检测铝合金表面及近表面裂纹的绝对式探头;通过ANSYS仿真软件建立涡流检测有限元模型,分析激励频率对涡流场强度分布的影响规律;进行了检测工艺参数的优化试验,确定了最佳激励参数。仿真和试验结果表明,激励频率与涡流场强度、信号幅值之间的整体变化规律一致;在200 kHz激励频率下,信号幅值与裂纹深度之间存在良好的线性关系;现场检测结果和原位金相分析结果证实了所研制铝合金裂纹涡流检测探头的有效性和可靠性。     

田湾核电站卧式蒸汽发生器传热管役前涡流检测技术

田湾核电站蒸汽发生器为卧式结构,弯头数量较立式蒸汽发生器多很多,因此其涡流检测方法与众不同。介绍了卧式蒸汽发生器的结构及探头的选用,剖析了检测中发现的主要问题及争论焦点,如缺陷的判断、外壁缺陷的判定、磁性区域信号的排除以及内外壁缺陷的区分等。讨论了由探头直径过小和标定原因引起的误差,确定了田湾核电站卧式蒸汽发生器传热管的缺陷管数量、缺陷的位置及性质,最后采用统计方法肯定了检测结论的可靠性。     

铝合金焊缝裂纹涡流检测系统设计及试验研究

针对铝合金焊缝表面及近表面裂纹缺陷涡流检测时缺陷信号难于识别问题,开发了基于ARM的铝合金焊缝裂纹涡流检测系统,设计研制了铝合金焊缝涡流检测探头,开展了带有预制裂纹的铝合金焊缝涡流检测试验。试验结果表明:利用研发的铝合金焊缝涡流检测系统及探头能够有效实现对铝合金焊缝表面及近表面裂纹的检测和判别,其中噪声信号阻抗图平行于实部分量轴线,缺陷信号阻抗图呈现"8字"形且和噪声信号具有较大的相位差,具有较高的信噪比。对非铁磁性材料焊缝的涡流检测系统的开发和探头的研制具有一定的工程应用价值。