核电用不锈钢焊缝检测应用

浏览次数: 作者:admin 来源:未知 日期:2019-06-24

1. 背景

 

核电站涉及材料领域非常广泛,主要包括核燃料、中子慢化剂、核反应控制和反射材料、反应堆冷却剂、反应堆结构材料。核电站核燃料包壳材料、核反应堆的压力壳、反应堆堆内构件、蒸汽发生器传热管等都是关键结构材料,锆及锆合金、钢及镍基合金、铝合金是核电站最主要的三类结构材料,其中钢和镍合金由于生产技术成熟、来源较广、价格相对较低,成为核电站结构材料的首选目标。

 

据介绍,发电能力100万千瓦的核电站消耗钢材5万吨以上,反应堆本体的压力壳、堆内构件、控制棒驱动机构、一回路系统的设备、构件、部件等关键部位用的钢和镍合金,其数量多达数千吨,就压水堆和沸水堆而言,与一回路冷却剂接触的设备和构件,90%以上是用钢和镍合金制造,在钢和镍合金中不锈钢占80-90%。

 

2. 核电不锈钢检测特点

 

(1) 材质以Ni基不锈钢居多。

(2) 壁厚通常较大,在40-200mm之间

(3) 通常是大容器和结构件焊缝检测,以对接焊缝为主

(4) 经常会遇到异种钢焊接检测,即碳钢对接不锈钢等情况

(5) 材料尤其是焊缝的声衰减非常严重

(6) 射线经常无法穿透大壁厚、高衰减的核电用不锈钢焊缝

 

3. 检测方案

 

使用Omniscan MX2 32:128PR主机及双晶矩阵相控阵检测技术,由于发射波与接收互不干扰,更好的信噪比,以及在声束焦点区域有很好的聚焦效果等优点,因而可以有效地解决Ni基合金和大壁厚不锈钢材料难穿透的问题。

 

4. 检测结果

 

母材材质:一侧镍基合金,一侧碳钢

焊材材质:镍基合金

缺陷:横通孔 深度20mm、40mm、60mm、80mm

 

下图为从不锈钢一侧检测不锈钢一侧母材与焊缝的侧壁未融合。由于声束如果打到该位置的缺陷,只需要穿过母材,所以可以看到信噪比非常好,缺陷信号清晰可见。

 

下图为从不锈钢一侧检测焊缝与碳钢一侧的侧壁未融合。由于声束如果打到该位置的缺陷,需要穿过整个焊缝区域,因而可以看到信噪比下降非常明显,也就是说焊缝材质对声束的衰减作用非常大。但仍然可以看到缺陷信号,只是由于聚焦点设置的不同,在某一个设置条件下,只能看到一个区域的缺陷信号。

 

5. 总结

 

通过大量实验,得出检测核电等大壁厚不锈钢的技术要点如下:

 

(1) 使用低频DMA探头以获得较高的信噪比

 

(2) 使用大尺寸DMA探头以获得高的穿透性能

 

(3) 使用滤波器,以过滤高频噪音

 
 

Copyright © 2012-2017 北京市广业华丰商贸有限责任公司 版权所有
电话:010-51292543 18500033311 传 真:010-82582848 公司地址:北京市昌平区宏福工业园西沙东园
工信部备案号:京ICP备14060871号-1