在役奥氏体不锈钢螺栓的超声相控阵检测

针对在役奥氏体不锈钢螺栓可靠性检测的需要,仿真分析了超声相控阵在奥氏体不锈钢螺栓中的声场分布情况,观察超声相控阵声场在奥氏体不锈钢螺栓中的覆盖范围,并通过设定检测工艺参数,仿真分析比较在役奥氏体不锈钢螺栓在完好状态和有缺陷时的声场回波情况。在奥氏体不锈钢螺栓相控阵声场仿真计算的基础上,讨论分析不同脉冲重复频率对检测结果准确性的影响,并给出如何消除脉冲重复频率产生的幻影回波伪缺陷信号的方法;最后结合仿真计算和脉冲重复频率工艺优化方法,应用超声相控阵方法成功检测出含裂纹缺陷的在役奥氏体不锈钢螺栓,验证了在役奥氏体不锈钢螺栓超声相控阵检测工艺的准确性。     

压水堆核电站水力部件螺栓的磁粉检测

分析了三代核电技术EPR压水堆型机组主泵螺栓的结构特性和磁特性,并根据主泵螺栓在役运行过程中螺纹区易产生的横向缺陷,制定了分段磁化及线圈剩磁法的磁粉检测工艺。检测结果表明,制定的分段磁化线圈剩磁法工艺优于国外核电站的线圈连续法工艺。     

特种设备在役螺栓超声相控阵检测成像影响因素

在分析螺栓超声检测原理与方法的基础上,结合在役螺栓超声相控阵检测的实际情况,通过螺栓试样超声相控阵检测成像图的分析比较,讨论了影响检测结果的主要因素,包括扇扫角度选择、检测位置、当量反射体大小和当量反射体位置对检测结果与成像的影响分析,为在役螺栓超声相控阵检测工艺及方案的制订提供了依据。     

基于CIVA软件的全聚焦相控阵声场特性仿真

全聚焦相控阵是当前超声无损检测领域的研究热点,但其声场特性和检测工艺方面的研究较少。在CIVA仿真软件平台的基础上,开展了全聚焦相控阵的声场仿真计算与缺陷响应研究。采用相同激发参数和孔径的超声探头仿真常规超声声场和全聚焦相控阵声场,分析比对各自的声场特性。通过缺陷响应研究模拟全聚焦相控阵声场与横通孔之间的作用,并分析了全聚焦相控阵技术的检测能力。该研究工作有望为全聚焦相控阵探头的研发设计以及检测工艺的制定提供参考。     

EPR核电站主管道的超声相控阵检测

EPR(European Pressurized Reactor)核电站主管道是连接压水堆核电站主回路系统的重要组成部件,采用锻造奥氏体不锈钢窄间隙焊缝连接而成,奥氏体不锈钢管具有声学各向异性、晶粒粗大以及大壁厚的特点,为了提高主管道环焊缝超声检测的可靠性和检测效率,开展了主管道环焊缝超声相控阵检测技术的研究。使用专业声学仿真软件对相控阵探头产生的声束以及声束在奥氏体钢管内的传播进行了声场的仿真模拟,设置了超声相控阵探头参数和相控阵检测工艺参数,并在带有自然缺陷的模拟体试块上进行了试验。试验结果表明,所开发的相控阵超声检测工艺可有效检出验证试块中的缺陷,且缺陷定量分析结果满足规范要求。     

长输管道内壁腐蚀缺陷的超声波衍射时差法检测

对某公司长输管道内壁腐蚀缺陷进行超声波衍射时差法(TOFD)检测仿真分析,采用能源部标准推荐的焊缝检测工艺参数进行声场及缺陷响应仿真分析,得到初步检测工艺,在实际工程中应用该检测工艺进行检测,并与常规超声检测结果进行比对分析。结果表明,TOFD检测结果与常规超声检测结果基本一致,且检测结果直观,给长输管道内壁腐蚀缺陷的检测提供了一种有效的检测方法。     

核电站主给水系统管道对接焊缝的超声波衍射时差法检测工艺

对某核电站主给水系统(ARE)管道对接焊缝进行超声波衍射时差法(TOFD)检测工艺仿真分析,经声场仿真得到初步检测工艺,再经缺陷响应仿真分析优化工艺,将优化后的检测工艺与标准推荐的工艺分别在模拟试块上进行验证,并将优化后的TOFD检测结果与射线检测结果进行对比分析。结果表明,该TOFD检测工艺的检测效果良好,为ARE管道对接焊缝的检测提供了一个有效的超声解决方案。     

基于CIVA的航空螺栓仿真检测试验研究

运用CIVA仿真软件,分别从探头频率、晶片尺寸等方面探究对螺栓声场分布及缺陷响应的影响。根据声场分布结果,选取对检测结果影响较大的晶片尺寸和探头频率,得出在缺陷响应中的仿真检测结果,并对仿真结果进行分析,得出螺栓检测参数的选择依据。     

在役管道环焊缝的相控阵超声检测

针对传统射线检测方法不能满足在役原油管道焊缝检测的现状,利用相控阵超声检测的特点,采用角度楔块形成纵波声场对在役原油管道焊缝进行检测。经工艺模拟和现场检测验证,并根据相控阵A/S/B/C图像对缺陷进行分析,同时将检测结果与射线底片进行比对,说明相控阵检测能够满足检测要求,为在役管道焊缝检测提供了一种新的技术手段。     

反应堆压力容器主螺栓超声检查设备控制系统的设计与实现

反应堆压力容器主螺栓在核电厂以及核动力装置系统中起着至关重要的作用,RESM标准中对其也有着严格的检验要求。综合考虑机械、电气控制、：超声仪器等参数,为实现无损检测的目标,设计了超声检查设备控制系统,实现了自动化的超声检查。机械设备部分的设计保证了超声仪器探头可在主螺栓内部进行轴向和周向运动。电气控制系统运动控制器采用数字运动卡及其互联模块实现伺服闭环控制,为检查所需的高精度要求提供保障。与之配套的软件设计大大降低人为失误造成的损失,提高了安全性和实用性。该控制系统已用于核电站的役前和在役检查之中,达到了良好的效果。     

港口机械在役螺栓的相控阵超声检测

港口机械产品中许多结构件之间常采用螺栓进行连接,这些服役的螺栓除了承受复杂的应力作用外,还要承受自然界某些因素的破坏。为保障这些螺栓的安全可靠性,利用相控阵A扫描、S扫描成像的特点,结合港口机械在役螺栓的实际工况,对其实施相控阵超声检测,并对检测数据图像进行分析和对比。结果表明,相控阵超声检测技术能较好地检测在役(不拆卸状态下)螺栓的质量并提高检测效率。     

在役缆桩螺栓的相控阵超声全聚焦检测

制定了在役缆桩螺栓的相控阵超声全聚焦检测工艺,设计了检测工装及设备保护工装,利用全数据储存与分析方法,对在役缆桩螺栓进行检测与监控,为船舶系泊安全保驾护航。     

在役螺栓的相控阵检测工艺

螺栓广泛应用于火电、风电等部件的连接上,在役使用过程中需承受复杂的应力、温度等作用,容易出现断裂或失效。如何在不拆卸螺栓的情况下,检测出螺栓的疲劳裂纹始终是个难题。结合理论分析,分别研究了导波相控阵和超声相控阵检测螺栓的关键技术,制定了在役螺栓的检测工艺和方案,实现了在役螺栓的检测全覆盖,解决了在役螺栓检测难题。     

橡胶与金属粘接构件超声检测工艺CIVA仿真计算研究

基于橡胶与金属粘接模型,采用CIVA仿真软件,通过模拟不同检测频率、不同晶片直径下声场分布情况和缺陷的检测效果,初步得出一套超声检测工艺参数。然后通过实际工件验证检测工艺参数可靠性,结果表明,仿真计算结果与实际试验结果相吻合。     

核级高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测

针对HDPE(高密度聚乙烯)管道热熔接头超声检测声衰减大,检测信噪比低等问题,通过CIVA仿真软件中的超声模块对厚壁HDPE管道进行声场仿真,研究了探头频率、晶片尺寸和阵元排列对管道热熔接头中声场分布的影响,优化了检测用相控阵超声探头参数。采用优化的探头和检测工艺在含标准反射体和典型缺陷的试件上进行声场仿真和检测试验,结果表明,提出的检测工艺可全部检出■914.4 mm管道中预设的不同深度和类型的典型缺陷,整体检测效果较好。     

反应堆压力容器主螺栓超声波检测技术

反应堆压力容器主螺栓作为核设备的重要部件,RSEM标准要求役前及在役阶段对其进行超声波检查。该检测是个多系统配合的过程,它必须依赖专用超声波检查系统、机械扫查器和控制系统的统一协作才能完成。介绍了反应堆压力容器主螺栓超声波检测的部位、探头的选用、仪器的选用以及扫查方式、标定及校核、采集系统和分析系统。     

相控阵超声检测声场近场区长度的理论

相控阵超声检测技术可靠高效、无辐射,可应用于工业无损检测中。对于均匀各向同性材料工件,尤其是焊缝的相控阵超声检测,可采用超声斜入射脉冲横波扇形扫描检测的方法。探讨相控阵超声探头辐射不同偏转角度声场的近场区长度问题,进行了理论计算和仿真分析,发现焊缝检测中常用有机玻璃楔块角度为36.2°时,偏转角度越大,近场区长度越小。结果可为相控阵超声检测工艺设计和检测设备校准提供参考。     

超声检测声场计算模型的建立与仿真软件的开发

基于瑞利积分和Pencil法,建立了声场半解析法计算模型;基于基尔霍夫近似,GTD和波恩近似理论,建立了超声场与缺陷相互作用的半解析法计算模型。以半解析法计算模型为核心,开发了超声检测计算分析系统UT-CAS。该系统可实现超声检测发射声场和缺陷回波声场的快速计算,可应用于探伤工艺设计、声场和缺陷信号辅助分析以及无损检测人员培训等。     

奥氏体不锈钢厚壁对接焊缝的超声相控阵CIVA仿真与试验

针对奥氏体不锈钢厚壁对接焊缝管道内部缺陷检测的难点,以及为了优化检测工艺和辅助超声信号分析,采用CIVA仿真软件中的超声模块对80mm厚奥氏体不锈钢试块进行了声场模拟与缺陷检测。根据仿真结果,采用设计的带有双面阵相控阵纵波探头的ISONIC2009超声成像系统对试块进行了检测。结果表明,CIVA仿真结果与实际检测结果吻合度较高,CIVA软件可准确、高效地为奥氏体不锈钢厚壁对接焊缝的相控阵检测提供工艺指导,具有较高的应用价值。     

面状缺陷超声检测图像的正演合成

为了辅助焊接缺陷超声检测的逆问题分析，通过建立仿真模型，对面状缺陷的超声检测信号进行仿真预测并对检测图像进行正演合成. 首先采用多高斯声束理论对声波在楔块、界面及被检测试件中的传播过程进行描述；其次采用Kirchhoff近似理论描述声场和面状缺陷的作用结果，制作了底面开口槽作为面状人工缺陷，并进行超声检测. 同时对人工缺陷超声检测的一维信号进行仿真预测，并正演合成二维图像. 将实际检测结果和模拟仿真结果进行比较，验证仿真模型对检测结果预测的有效性. 结果表明，正演合成图像和实际检测图像具有很好的一致性，所建立的仿真模型可辅助焊接缺陷超声检测逆问题分析.