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Ф914.4 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。

基于电磁超声导波的管道损伤定量评估

作为能源运输工具,管道在工作时会受到内部运输介质的冲刷和外部环境的腐蚀,导致强度下降并出现损伤。考虑不规则缺陷量化研究的局限性,并依据管道常见腐蚀缺陷类型,将腐蚀缺陷大致分为槽形、月牙形和圆形3种具有不同几何边界的类型。利用COMSOL软件建立电磁-力多物理场耦合的电磁超声L(0,2)模态导波管道缺陷检测3D模型,得到在不同类型缺陷作用下的超声波传播过程和接收信号特点。同时根据仿真结果,利用L(0,2)导波及其模态转换F(1,3)信号,拟合反射系数与缺陷几何参数间的定量关系,并通过实验加以验证。结果表明,缺陷形状为槽形、圆形、月牙形时,缺陷反射系数与截面损失率分别呈二次函数、对数、指数关系,各量化模型平均绝对百分比误差分别为2.67%、1.79%和7.91%。

薄壁小径管对接焊缝相控阵超声检验技术研究

文章采用相控阵超声检验技术对薄壁小直径管道对接焊缝实施无损检验,采用自聚焦相控阵超声技术,选择适合的相控阵超声参数,并在含缺陷的模拟试块上进行试验,验证相控阵超声检验工艺的检验能力。

容器流体加速腐蚀电磁超声导波检验技术

流体加速腐蚀是核电站容器筒体在运行期间一种常见缺陷,常规检验方式是在核电站停堆期间进行超声测厚,效率较低。使用小曲率缓变缺陷模拟流体加速腐蚀缺陷,利用壁厚变化时产生的超声导波频散变化,采用电磁超声导波穿透法对此类型缺陷进行检验。在含模拟缺陷的试块上对该方法进行试验验证,结果表明:本方法可实现缓变类型缺陷的有效检验。

基于权函数法的管道环向外表面三维裂纹应力强度因子计算

利用通用三维权函数形式,结合有限元计算,得到了径厚比t/R_(i)=1/20,1/10,1/5的直管环向外表面半椭圆裂纹最深点和表面点的权函数。通过对比高阶载荷下权函数与有限元方法应力强度因子影响系数计算结果,验证权函数的有效性。对于裂纹最深点,权函数与有限元结果误差最大值为1.3%。基于得到的权函数,计算受内压直管外表面半椭圆裂纹的应力强度因子,并与RSE-M标准规范计算结果对比,最深点和表面点的计算误差最大值分别为8.33%和11.86%,说明利用权函数方法可以较好地预测直管环向外表面裂纹的应力强度因子。

安全壳内置换料水箱检查机器人控制系统设计

针对核电机组在役大修期间安全壳内置换料水箱(IRWST)的水下检查需求,以及尽量减少人员辐射剂量的要求研制可远程控制的检查机器人。通过对IRWST检查需求的分析,明确机器人的功能,设计了机器人控制系统总体结构。为满足机器人小型化要求,设计了基于嵌入式系统的机器人驱动板、视频编码板和解码板,开发人性化操作的上下位机软件。结果表明,研制的水下检查机器人可快速、稳定完成对IRWST各部件的视频检查和异物打捞任务,进一步提升了核工业领域机器人运行维护水平。