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。     

承压设备插入式接管角焊缝超声相控阵检测工艺

插入式接管角焊缝的特殊结构和焊缝形式,增加了常规A型超声波对其检测的难度和工艺的复杂性。针对承压设备插入式接管角焊缝容易出现的几类典型缺陷,通过CIVA软件仿真制定检测工艺,同时采用以色列ISONIC 2009相控阵设备对模拟试块进行检测,并与CIVA仿真结果进行了比对。结果表明,插入式接管角焊缝的超声相控阵检测工艺具有良好的检测效果,验证了工艺的有效性,为相控阵检测技术在插入式接管角焊缝中的推广应用提供了相关经验。     

核电站压力容器接管安全端同种钢焊缝的相控阵超声检测

反应堆压力容器接管安全端与主管道对接接头属奥氏体不锈钢同种钢焊缝,受晶粒粗大等因素的影响,其常规超声检测的难度较大。结合焊接结构特点以及相控阵超声检测技术的优势,提出了一种接管安全端同种钢焊缝相控阵超声检测技术方案,阐述了相控阵探头参数设计方法,并根据确定的参数进行声场模拟和实测验证;使用参考试块、相控阵探头与常规探头进行了对比试验。试验结果表明,设计的相控阵检测技术方案可以有效地对接管安全端同种焊缝进行检测,定量能力高于常规超声检测技术的定量能力,并能有效减少探头数量和检测时间。     

埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法探讨

为了解决埋弧焊管焊缝缺陷检测问题，针对埋弧焊管焊缝产生缺陷的特点进行探讨，分析缺陷成因及各类无损检测方法特点，采用相控阵超声自动检测方法，通过计算机仿真软件建立埋弧焊管焊缝截面模型并模拟声束全覆盖检测，设计模拟试块应用虚拟探头排列方式对各种缺陷(纵向、横向及热影响区)进行检测。结果表明：相控阵超声自动检测技术对埋弧焊管焊缝缺陷检测结果稳定可靠，能够有效指导埋弧焊管焊缝相控阵超声自动检测工艺设计，直观显示超声波束在焊缝中的覆盖状态，克服相控阵超声检测参数设置的盲目性，为埋弧管焊缝缺陷相控阵自动检测提供借鉴。     

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。     

奥氏体不锈钢管道环焊缝的超声相控阵检测

介绍了奥氏体不锈钢管道环焊缝的超声相控阵检测技术方案,阐述了检测过程中相控阵探头的关键参数选择方法,并采用CIVA声学仿真软件对选择探头的声场分布进行模拟,最后通过对奥氏体不锈钢自然缺陷试块进行检测试验,结果表明:手动超声相控阵检测技术能够作为核电站奥氏体不锈钢管道环焊缝常规自动超声检测的有效补充。     

超声相控阵有限元建模分析

采用超声相控阵技术对含有缺陷的焊缝试块进行无损检测得到对应缺陷试块扇形扫描图;同时利用有限元模拟,模拟超声波在试块中传播得到声压幅值图像。将试验结果和仿真结果与理论计算值对比可以发现,三者结果相识度很高。研究结果证明了相控阵有限元模拟的有效性,其研究结果对于超声相控阵技术在实际的工程应用中有非常重要的参考价值。     

基于CIVA仿真的FPSO船体管道相控阵超声检测

首先采用CIVA仿真软件建立了双相不锈钢各向异性焊缝模型，对声场分布和缺陷响应进行了模拟和计算，然后基于ISO 13588-2019和ISO 22825-2017进行了工艺验证，最后采用CIVA仿真制定的相控阵工艺对现场FPSO船体管道进行了检测和缺陷解剖验证。结果表明，CIVA仿真对于各向异性不锈钢焊缝相控阵检测工艺的制定具有较好的指导作用，DMA探头在各向异性焊缝的相控阵检测中具有较高的信噪比和缺陷检出率。研究为FPSO船体管道相控阵超声检测提供了可行的技术方案。     

海底石油管线的相控阵检测技术应用

本文着重将手工相控阵检测技术引入到海底石油管线检测的应用中去,针对海管特定的壁厚和坡口形式提出了全新的相控阵(PAUT)检测参数设置,并在ESBTOOL模拟仿真软件中进行了声束模拟,确保焊缝两侧的相控阵探头发出的超声波能够覆盖整道焊缝。全自动超声波技术(AUT)已是世界上一项成熟的检验技术,而AUT校准试块是AUT检验正确的重要保障。为了进一步验证海管检测对于海上温度和湿度变化的可靠性,特在海上应用PAUT技术对AUT校准试块上人工缺陷进行检验实验。结果表明,PAUT技术检出率为100%,测长定量准确率高,能够成功运用于海管铺设的检测中。     

在役压力容器搭接角焊缝的相控阵超声检测

为了提高检测在役压力容器搭接角焊缝内部缺陷的效率和可靠性,设计了对比试块,进行了相控阵超声检测工艺验证试验,分析了验证试验获得的相控阵超声检测图谱。结果表明:该工艺可以对搭接角焊缝的典型内部缺陷进行识别和评定。     

对接焊缝相控阵超声检测可靠性的CIVA仿真与试验

对比了相控阵超声和常规超声对接焊缝的检测仿真和试验,分析了对接焊缝相控阵超声检测的可靠性,为承压设备相控阵超声检测标准的制订提供相应参考。仿真与试验得出：相控阵超声检测的缺陷检出率总体上要高于常规超声检测。对于有着严重危害且对声束指向性要求较高的面状缺陷,相控阵超声的检出率要高于常规超声。对于夹渣、未焊透等体积性缺陷,相控阵与常规超声的检出率均非常高。但是对于气孔类回波较小的体积性缺陷,相控阵超声的检出率明显高于常规超声。对于工件厚度较大的焊缝,相控阵超声较常规超声技术可以扫描检测到更厚的焊缝区域。在缺陷测长方面,相控阵超声的测长结果相对于常规超声技术总体偏大,测长精度并无明显优势。     

海底石油管线的相控阵检测技术应用

着重将手工相控阵检测技术引入到海底石油管线检测的应用中去,针对海管特定的壁厚和坡口形式提出了全新的相控阵(PAUT)检测参数设置,并在ESBTOOL模拟仿真软件中进行了声束模拟,确保焊缝两侧的相控阵探头发出的超声波能够覆盖整道焊缝。全自动超声波技术(AUT)已是世界上一项成熟的检验技术,而AUT校准试块是AUT检验正确的重要保障。为了进一步验证在海上海管检测由于海上温度和相对湿度变化的可靠性,特在海上应用PAUT技术对AUT校准试块上人工缺陷的检验试验。试验结果表明,PAUT技术检出率为100%,测长定量准确率高,能够成功运用于海管铺设的检测中。     

三代核电反应堆压力容器进/出口接管安全端相控阵检测

相控阵检测技术可以通过一个探头实现角度连续变化的多角度扫查,适用于复杂工件的检测,具有改变声束角度、聚焦范围、焦点尺寸等特点,从而获得最高的检测灵敏度和信噪比,检测效率较高。本文通过试验优化了超声相控阵检测设备参数设置及聚焦法则参数设置,通过相控阵超声检测技术能够检出试块上所有的体积型及平面型人工反射体,检测灵敏度及信噪比良好,适用三代核电反应堆压力容器进出口接管安全端焊缝的检测。     

换热器管板筒体角焊缝的相控阵超声检测

利用常规相控阵和全聚焦相控阵成像技术对换热器管板筒体角焊缝人工试块中的气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹等缺陷进行了检测。首先介绍了管板筒体角焊缝检测的基本情况以及相控阵技术的基本原理,其次设计制作了含上述缺陷的人工试块,最后对人工试块进行检测,比较了常规相控阵技术和全聚焦技术对上述5种缺陷的检测能力。结果表明,相比常规相控阵超声技术,全聚焦技术具有更高的缺陷检出率和检测分辨率,对缺陷的定位和定量检测误差更小,可应用于工程实践。     

钨钼异型构件相控阵超声检测方法探讨

大型的钨钼坩锅壁薄,面积大,检测费时;其壁与底的接口处部位结构复杂,有过度弧面,检测难度高,易漏检。为此采用相控阵超声检测方法,对其壁与底分别采用相控阵超声双晶纵波探头进行检测,对其接口处部位采用相控阵横波探头进行检测。针对坩埚的结构特点,分别设计坩埚壁与底、坩埚接口处2块标准试块,利用2块标准试块进行实验。结果表明,相控阵超声检测技术能对钨钼坩埚内部进行检测,不漏检,满足坩埚内部无损检测要求;与常规超声检测对比,相控超声检测速度快、效率高,不漏检,检测结果直观;利用TOM双晶探头能检测坩埚壁内部直径0.5 mm、埋深6 mm的孔洞缺陷。     

304L不锈钢薄壁小径管焊缝的相控阵超声检测工艺

采用相控阵超声检测技术,通过声学特性分析、模拟仿真、试块设计和验证试验,对304L不锈钢薄壁小径管焊缝的相控阵超声检测进行了研究。试验结果表明,对于未熔合、未焊透、裂纹等面积型缺陷,相控阵超声和射线检测的检出率均为100%。对于体积型缺陷,相控阵超声检测能力和射线检测相当;对于直径0.5 mm以下的小缺陷,受缺陷形貌、性质的影响,其反射波幅存在一定偏差。另外,相控阵超声检测的可达性和自检测效率优于射线检测的,且具有可进行交叉施工,结果数据可复查,数据重复性好,无辐射风险。     

核电枞树型汽轮机叶片根部的超声相控阵检测技术

建立了一套针对核电枞树型汽轮机叶片根部的超声相控阵检测技术。通过对叶片的受力分析,了解叶片应力分布,关注缺陷最易产生的部位;通过声场仿真量化相控阵探头各参数与探头激发声场间的关系,设计叶片检测专用的相控阵探头;再结合现场检测条件,针对不同检测部位设计相应的扫查方式,实现超声波对第一齿的全覆盖扫查;在模拟试块上进行检测试验,验证检测工艺的有效性。将检测技术应用于工程实际,证明了该技术的可靠性。     

核电主管道奥氏体不锈钢焊缝的相控阵超声检测

核电主管道采用离心铸造奥氏体不锈钢制造和焊接,其焊接质量直接关系到核反应堆的安全。目前核电主管道常采用窄间隙焊接技术,易产生侧壁未熔合缺陷,采用传统检测方法难以检出此类缺陷。采取理论分析、数值模拟以及超声相控阵检测、射线检测等多种手段相结合的方式,制定了核工程奥氏体不锈钢焊缝相控阵超声检测工艺,实现了相控阵超声检测方法在核电站主管道焊缝检测中的应用。     

插入式管座角焊缝超声声束全覆盖方法与检测试验

为了提高插入式管座角焊缝超声检测的缺陷检出率,提出了利用刚性相控阵在管座上进行扇形扫查,结合柔性相控阵在接管内壁进行线性扫查的方法,从而实现对此类焊缝的声束全覆盖检测。首先,讨论了不同检测面的选择对缺陷检出率的影响;接着,利用CIVA软件仿真并分析了两种检测方法对不同缺陷的检出情况;最后,对自行设计的插入式管座角焊缝试样进行了检测。试验结果表明,同时利用这两种方法进行检测,可以有效提高缺陷检出率。     

电站锅炉蛇形管高压加热器小径管对接焊缝的相控阵超声检测

对蛇形管高压加热器的小径管对接焊缝进行了相控阵超声检测仿真与工艺分析,在模拟试块上对分析得到的检测工艺进行试验验证。结果表明,该检测工艺检测效果良好,为该焊缝提供了一种高效可行的超声检测方案。