核电站反应堆压力容器焊缝的超声检测及验证

通过对反应堆压力容器焊缝超声波传播特性以及超声波缺陷探测和定量影响因素的分析,并通过大量的试验测试研究,确定了反应堆压力容器焊缝超声检测技术。此反应堆压力容器超声检测技术,能有效地进行缺陷探测和缺陷定量,并通过了英国验证中心的第三方独立验证,满足核电站役前和在役检查规范(RSE-M 1997)的超声检测技术要求。     

基于超声导波的压力容器健康监测Ⅱ:定位精度的影响因素

基于超声导波的压力容器健康监测研究的第二部分,主要考察影响压力容器损伤定位精度的因素。重点研究PZT压电片阵列形式、激发频率、缺陷位置及稀疏度对压力容器缺陷定位精度的影响规律。为分析既定试验阵型的稀疏度对压力容器封头和筒体缺陷定位精度的影响,提出降低入射波幅值来模拟导波在不同直径、轴长的压力容器中传播的方法,并试验验证该方法的可行性。研究结果表明,对于直径为325mm的压力容器封头,沿圆周均匀布置8片PZT压电片、顶点布置1片PZT的阵列形式的缺陷定位精度最高;当激发频率为210 kHz和220 kHz时,算法对压力容器封头的定位误差最小,有效比率最高;压力容器封头中缺陷的径向位置对定位精度影响很小,算法对位于传感器连线上的径向缺陷定位精度最高;试验结果与采用降低入射波幅值的方法对大直径、长轴压力容器的缺陷定位结果接近,当导波传播距离特征值所对应的A0导波幅值小于5时,传感器阵列过于稀疏而导致缺陷定位精度快速降低。     

核电厂主螺栓超声自动检测技术研究与实现

核电厂反应堆压力容器主螺栓长期运行在高温、高压、高放射性环境下,易于形成疲劳损伤。针对核电厂反应堆压力容器主螺栓的检测要求,研究并形成了一套主螺栓超声检测系统及检测技术。介绍了该检测系统的主要组成、功能及相应的检测技术,通过试验方法验证该系统及技术满足ASME规范第Ⅺ卷关于压水堆核电站役前和在役检查反应堆压力容器主螺栓体积性检查的规定要求。该系统及技术的研究,实现了核电厂反应堆压力容器主螺栓检测过程的自动化,提高了检测效率,可适用多种堆型的核电厂主螺栓检查以及其他民用承压大型螺栓的检查,具有广泛的适用性。     

深海原位激光扫描双目立体视觉成像系统

为满足深海物体原位三维测量需要,提出一种激光扫描双目立体视觉成像方法。该方法基于双目立体视觉原理,采用四维光场光线表示法,建立水下双目立体成像系统的测量模型;采用激光线扫描光条作为像素匹配线索,及基于共面约束的像素匹配算法,提高水下左、右两个相机图像像素匹配精度。通过耐高压结构设计、电气和软件设计,建立起相应的工程样机。静水压力试验表明,该工程样机能够适应4 000 m深海静水压力;实验室精度试验,采用标准球棒为测量对象,在距离样机3 m处,多次扫描三维重建后,得到两靶球球心距测量结果的标准差为2.28 mm;南海真实海域实测试验,表明样机具有深海原位三维测量重建功能,且在距离样机2 m处,对标准球棒两球心距测量结果的标准差为2.22 mm。上述研究和试验表明,研制的激光扫描双目立体视觉成像系统,具备深海原位测量功能,具有较高三维测量精度。     

新型自由曲面三维激光扫描系统

从机械结构、控制系统及操作系统结构等几个角度介绍一种三维激光扫描系统设计方案。系统集成了先进的数据处理技术、激光扫描技术、先进控制技术及机器人技术,有效地借助于光机电一体化技术实现了表面检测及三维表面模型重构智能化及自动化。系统由具有电驱动装置的激光测头、C形滑臂、升降旋转台、电控系统及主控计算机组成。通过所设置测量参数,系统能够对不同的被测物体进行扫描路径规划,进而通过激光测头、C形滑臂及转台的全自动协调控制完成无盲点三维表面测量任务。试验结果表明,该三维激光扫描系统的扫描精度达到0.1 mm,速度为10 000点/s,能够应用于小型工件及模型、模具表面数据检测及模型重构。     

核电压力容器辐照区防断裂评定

依据反应堆压力容器A级和B级载荷工况对AP1000核电站反应堆压力容器下筒体及下封头进行分析计算。按照ASME第Ⅲ卷附录G的要求,对其结构进行脆性断裂分析与评定。为核电反应堆压力容器防断裂分析设计计算奠定基础。     

旋压封头形状尺寸测量系统的研制与试验研究

针对国内旋压封头形状尺寸检测技术的现状,基于摩擦轮传动原理和激光测距原理,提出了旋压封头外圆周长滚轮测量法和旋压封头内表面形状激光网格式扫描法,创新地设计了滚轮测量机构和激光扫描机构,研制了旋压封头形状尺寸测量系统.该测量系统实现了旋压封头外圆周长、圆度公差、内表面形状尺寸公差、直边高度及直边倾斜度等形状尺寸参数的测量.对Φ 500 mm的旋压封头进行了测试试验,结果表明,该测量系统性能稳定可靠、效率高,具有良好的推广应用前景.     

ASME B&PVC压水反应堆压力容器断裂韧性技术应用介绍

反应堆压力容器普遍采用Mn-Ni-Mo铁素体低合金钢,在快中子作用下,堆芯活性束带区铁素体低合金钢的零塑性转变温度有升高的趋势,出现辐照脆化的风险,对反应堆压力容器的结构完整性造成潜在影响。对反应堆压力容器的断裂韧性技术应用进行了介绍,为我国反应堆压力容器堆芯活性束带区断裂韧性分析提供技术参考。     

不锈钢压力容器封头缺陷问题的研究

奥氏体不锈钢压力容器封头在制造和使用过程中会产生各种缺陷,从而影响压力容器的质量,危害压力容器的安全运行。因此,针对不锈钢压力容器封头在制造和使用过程出现的各种类型的缺陷和产生原因进行总结分析,提出消除及修复缺陷的技术措施。     

WWER反应堆压力容器自主化超声检测技术

某核电厂引进俄罗斯的2台核电机组为WWER型机组,役前和在役检查均由俄罗斯公司采用俄罗斯检验技术实施完成。为实现检验技术自主研发,依据俄罗斯规范的基本要求,通过对超声检测探头参数、缺陷定量技术研究等,形成了一套针对WWER反应堆压力容器超声检测的有效检验技术,实现了WWER反应堆压力容器检验技术的国内自主化。     

核电站指套管磨损缺陷的扫频涡流检测及创新型特征提取

为避免核电站指套管在微振磨蚀作用下产生磨损缺陷导致反应堆冷却剂泄漏,需要精确定量指套管磨损缺陷深度。建立了指套管涡流检测的有限元模型,通过仿真分析了指套管磨损缺陷的深度、轴向长度、周向角度对涡流检测信号的影响,结果表明涡流检测信号的相位角特征与缺陷深度不是独立相关的,使用常规单频涡流检测方法会导致缺陷深度误差过大。基于此提出了指套管磨损缺陷的扫频涡流检测方法,并从中提取了创新型特征,即过零频率特征。仿真分析结果表明过零频率特征与缺陷深度高度独立相关。     

反应堆压力容器六轴机器人检测系统的研究

核电站反应堆压力容器为核电站核心部件,对保障核电及公共安全至关重要。为对核电站反应堆压力容器及顶盖进行自动检测,以工业计算机为基础,采用在六轴机器人末端携带检测探头的方法,研究了六轴机器人自动检测的笛卡尔路径规划算法,设计了一种反应堆压力容器六轴机器人检测控制系统,提高了反应堆压力容器无损检测的重复性以及稳定性。     

爆炸焊不锈钢复合钢板制压力容器的磁记忆检测

对某厂爆炸焊复合钢板制大型压力容器进行了磁记忆检测,在容器封头内部表面发现连续高应力区,对高应力区部位进行荧光渗透检测,发现距离封头环焊缝200 mm范围内存在大量横向、网状裂纹。金相分析结果表明,裂纹均为沿晶开裂,并伴有晶粒脱落;再结合介质组分分析表明,产生的裂纹为应力腐蚀开裂;最后对裂纹成因及磁记忆检测技术在判断应力腐蚀开裂敏感性的应用进行了讨论。     

地下空间三维激光扫描等分辨率方法研究

针对传统三维激光等角扫描方法存在空间分辨率不均匀问题,提出一种三维激光扫描等空间分辨率方法。扫描仪采用轴向优先模式进行扫描,将每一周扫描轨迹分成N等分,每一分割点为关键点,根据m-1周关键点测量距离值和预设的相邻点间距值估算第m周中关键点的位置及相邻关键点之间的扫描时间,然后进行第m周扫描,再估算第m+1周中关键点的位置以及相邻关键点之间的扫描时间,直至完成空间整体测量。建立了基本的数学模型,试验结果表明螺旋等距方法的点云数量比传统等角径向优先方法、等角轴向优先方法分别提高84.81%和74.77%,效率提高了20%,为地下空间三维激光扫描等分辨率测量提供解决方案。     

三维激光扫描技术在核设施退役中的应用研究

针对目前核设施退役没有核设施三维资料的现状,提出运用三维激光扫描技术获得点云数据来进行退役核设施设备三维模型重构的的方法,介绍了三维激光扫描技术获取核设施三维模型的原理,并重点阐述了对退役核设施进行三维扫描的实施方案,给核设施的退役方法提出了一种新思路。     

《机械工程学报》英文版2005年第18卷第4期目次、摘要预告

反应堆压力容器三维瞬态耦合热弹塑性接触密封分析杜雪松李润方林腾蛟(重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044)针对反应堆压力容器密封系统的密封分析涉及到多种非线性因素的耦合影响,现有的大型通用有限元软件不能有效完成这一复杂分析的现状,提出了一种三维瞬态非线性耦合热弹塑性接触有限元分析方法,考虑了表面非线性、材料非线性和温度场的非线性以及多种耦合作用和其他多种因素对密封分析的影响,密封方程迭代过程耦合求解。根据这套方法开发了密封分析程序,并对反应堆压力容器模拟体进行了分析,计算结果与试验数据吻合良好。此密封分析程序现已应用于大型工程实际问题的分析。关键词:压力容器密封分析有限元法中豳分类号:TH123     

CPR1000反应堆压力容器镍基管座贯穿件与上封头焊接质量的控制

正1.概述CPR1000反应堆压力容器上封头上共布置了65根镍基合金管座贯穿件,其中61个是控制棒驱动机构(以下简称CRDM)管座,4个是热电偶管座。由于这些镍基管座贯穿件与上封头的焊缝是反应堆压力容器的承压边界,是核电站的第二道安全屏障,所以焊缝的焊接质量至关重要。镍基管座贯穿件与上封头焊接难度很大,主要体现在以下几个方面:     

核反应堆压力容器接管安全端异种金属焊缝自动超声检测技术

核反应堆压力容器接管与主管道之间存在一条安全端异种金属焊缝,焊缝组织晶粒粗大,各向异性,声波偏转较明显,使得在进行超声检测时,超声能量有极大的衰减,而且噪声较大,具有较大难度。为实现对反应堆压力容器接管安全端异种金属焊缝进行有效的超声检测,以超声理论和实践经验为指导,通过对反应堆压力容器接管安全端异种金属焊缝检测技术开展的技术分析和试验,确定了一套可靠的接管安全端异种金属焊缝自动超声检测技术,并在核电厂进行了实际应用。     

基于三维场测量的脉冲漏磁检测技术

漏磁检测广泛应用于铁磁性材料缺陷检测.脉冲漏磁检测技术是一种新型电磁无损检测技术.缺陷的定量评估是无损检测的重要步骤之一.运用有限元法对管道周向外壁缺陷的漏磁场进行瞬态分析,分析了缺陷脉冲漏磁场Bx、By和Bz三维分量的分布特点,最后给出了仿真结果和试验结果,试验结果和仿真有很好的一致性.试验结果表明:综合脉冲漏磁场的三维峰值扫描电压可以对缺陷的长度和宽度进行检测,而三维分量差分信号中的过零时间随缺陷的深度变化而变化,且不随缺陷宽度的改变而改变,由此可以检测缺陷的深度.三维脉冲漏磁检测系统使缺陷的定量检测有了可能.     

球形封头的应力分布研究

对一台压力容器的球形封头应力分布进行研究,在研究方法上采用理论分析、数值模拟和试验测定三者相结合的方式。在理论方面,通过薄膜理论计算球封头相应测试点的薄膜应力。在试验方面,采用电测法对其测点的应力进行了测定。在数值模拟方面,利用ANSYS软件对其应力进行数值模拟。对三种应力分析方法进行对比分析研究,探讨了球形封头的应力变化规律及其影响因素,验证了封头的应力计算方法,对压力容器封头应力的测定具有指导意义。