本發(fā)明涉及超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法。

背景技術(shù)：

早期的核電站穩(wěn)壓器接管安全端焊縫中，采用了inconel600材料進(jìn)行焊接，但隨著電站運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，采用600鎳基合金材料的部分焊縫由于應(yīng)力腐蝕原因產(chǎn)生了不同程度的裂紋(pwscc)，該類(lèi)型裂紋一般都起始于焊縫內(nèi)壁并往外壁擴(kuò)展，且裂紋往往比較緊密，其開(kāi)口寬度一般都小于0.1mm，這類(lèi)缺陷無(wú)法采用滲透檢測(cè)等表面檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，而射線(xiàn)檢測(cè)方法由于受射線(xiàn)與缺陷夾角、缺陷自身高度及寬度、焊縫自身組織等因素的影響，對(duì)于面積性缺陷的檢測(cè)能力也不理想，有時(shí)甚至由于焊縫組織的原因出現(xiàn)偽缺陷顯示。另外，常規(guī)超聲檢測(cè)方法中，為保證超聲波聲束能夠覆蓋到整個(gè)焊縫厚度范圍，探頭需要進(jìn)行前后移動(dòng)，移動(dòng)最小距離計(jì)算見(jiàn)公式l＝tanβ·t，其中l(wèi)為最小移動(dòng)距離；β為斜探頭折射角；t為被檢焊縫厚度。但由于靠近穩(wěn)壓器本體側(cè)距離較小，常規(guī)檢測(cè)探頭不能獲得足夠的移動(dòng)距離，不能覆蓋整個(gè)焊縫厚度范圍。因此，對(duì)穩(wěn)壓器安全端焊縫中可能存在的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(pwscc)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢出和定量，一直是核電站在役檢查中的一個(gè)難點(diǎn)。

因此，需要一種準(zhǔn)確有效的對(duì)穩(wěn)壓器安全端焊縫是否有裂紋的在役檢查方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋難于準(zhǔn)確檢測(cè)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法，所述在役檢查方法采用超聲相控陣檢測(cè)裝置對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)，所述超聲相控陣檢測(cè)裝置上的檢測(cè)探頭從焊縫的第一側(cè)邊沿焊縫長(zhǎng)度方向進(jìn)行第一次平行掃查，完成第一次平行掃查后，將所述檢測(cè)探頭沿穩(wěn)壓管接管周向向所述焊縫的第二側(cè)邊逐次平移預(yù)設(shè)距離，每次平移后均沿焊縫長(zhǎng)度方向進(jìn)行平行掃查，直至所述檢測(cè)探頭移動(dòng)至所述焊縫的另一側(cè)邊，完成最后一次平行掃查，每次平行掃查得到的超聲數(shù)據(jù)反饋至所述超聲相控檢測(cè)裝置中，通過(guò)對(duì)所述超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲知所述焊縫上裂紋所在的位置以及裂紋高度。

優(yōu)選的，所述檢測(cè)探頭沿穩(wěn)壓管接管周向每次平移的預(yù)設(shè)距離為所述檢測(cè)探頭內(nèi)所用晶片寬度的一半。

優(yōu)選的，在進(jìn)行所述第一次平行掃查時(shí)，所述檢測(cè)探頭的中心位置垂直投影在所述焊縫的第一側(cè)邊上。

優(yōu)選的，獲知所述裂紋高度的具體過(guò)程為：通過(guò)獲知的所述焊縫上裂紋所在位置處對(duì)應(yīng)的超聲數(shù)據(jù)，利用所述超聲數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)裂紋頂部和裂紋底部的超聲波的掃查角度θ，以及不同掃查角度的超聲波對(duì)應(yīng)的傳播距離s，根據(jù)公式d＝s·cosθ計(jì)算出所述裂紋頂部與所述裂紋底部分別對(duì)應(yīng)的深度值d，裂紋頂部的深度值減去裂紋底部的深度值得出所述裂紋高度。

優(yōu)選的，所述超聲相控陣檢測(cè)裝置采用一發(fā)一收式超聲相控陣。

如上所述，本發(fā)明的核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法，具有以下有益效果：其采用超聲相控陣檢測(cè)裝置對(duì)焊縫進(jìn)行檢查，檢查時(shí)沿焊縫的第一側(cè)邊平行掃查，然后逐次平移一定距離再平行掃查，直至焊縫的另一側(cè)邊，達(dá)到對(duì)焊縫的全覆蓋掃查，最后通過(guò)對(duì)反饋的超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲知焊縫裂紋的位置以及裂紋高度，因此，本發(fā)明可直接實(shí)施核電站穩(wěn)壓器接管安全端焊縫相控陣檢測(cè)，并對(duì)焊縫中可能存在的應(yīng)力腐蝕裂紋進(jìn)行準(zhǔn)確的高度定量，與裂紋缺陷解剖結(jié)果進(jìn)行比較后能夠確定超聲檢測(cè)的裂紋高度定量誤差不超過(guò)3.2mm，滿(mǎn)足asme規(guī)范第xi卷附錄viii中的定量誤差要求。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明的核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的裂紋高度計(jì)算方法示意圖。

圖3顯示為裂紋缺陷切片示意圖。

圖4顯示為沿圖3中aa線(xiàn)的剖視圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1焊縫

2超聲相控陣檢測(cè)裝

3扇形超聲束

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

請(qǐng)參閱圖1至圖2。須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法，所述在役檢查方法采用超聲相控陣檢測(cè)裝置2對(duì)焊縫1進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)所述超聲相控陣檢測(cè)裝置2上的檢測(cè)探頭從焊縫的第一側(cè)邊沿焊縫長(zhǎng)度方向進(jìn)行第一次平行掃查，見(jiàn)圖1中箭頭方向即平行掃查方向，檢測(cè)探頭發(fā)出扇形超聲束3進(jìn)行掃查，完成第一次平行掃查后，將檢測(cè)探頭沿穩(wěn)壓管接管周向向焊縫的第二側(cè)邊逐次平移預(yù)設(shè)距離，每次平移后均沿焊縫長(zhǎng)度方向進(jìn)行平行掃查，直至檢測(cè)探頭移動(dòng)至焊縫的另一側(cè)邊，完成最后一次平行掃查，每次平行掃查得到的超聲數(shù)據(jù)反饋至超聲相控檢測(cè)裝置1中，通過(guò)對(duì)超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲知焊縫上裂紋所在的位置以及裂紋高度。

本發(fā)明采用超聲相控陣檢測(cè)裝置2對(duì)焊縫1進(jìn)行檢查，超聲相控陣檢測(cè)裝置采用一發(fā)一 收式超聲相控陣，超聲相控陣為超聲探頭晶片的組合，由多個(gè)壓電晶片按一定的規(guī)律分布排列，然后逐次按預(yù)先規(guī)定的延遲時(shí)間激發(fā)各個(gè)晶片，所有晶片發(fā)射的超聲波形成一個(gè)整體波陣面，能有效地控制發(fā)射超聲束(波陣面)的形狀和方向，能實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它為確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向提供出比單個(gè)或多個(gè)探頭系統(tǒng)更大的能力。

在進(jìn)行檢查前，需要對(duì)超聲相控陣進(jìn)行設(shè)定，選擇合適的相控陣檢測(cè)探頭，完成相關(guān)檢測(cè)探頭參數(shù)信息的輸入，并且設(shè)定聚焦法則。

本發(fā)明在檢查時(shí)沿焊縫的第一側(cè)邊平行掃查，然后逐次平移一定距離再平行掃查，直至焊縫的另一側(cè)邊，達(dá)到對(duì)焊縫的全覆蓋掃查，最后通過(guò)對(duì)反饋的超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲知焊縫裂紋的位置以及裂紋高度，因此，本發(fā)明可直接實(shí)施核電站穩(wěn)壓器接管安全端焊縫相控陣檢測(cè)，并對(duì)焊縫中可能存在的應(yīng)力腐蝕裂紋進(jìn)行準(zhǔn)確的高度定量。

為確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性，上述檢測(cè)探頭沿穩(wěn)壓管接管周向每次平移的預(yù)設(shè)距離為檢測(cè)探頭內(nèi)所用晶片寬度的一半，也即檢測(cè)探頭長(zhǎng)度的一半，這樣可以保證在檢測(cè)時(shí)對(duì)焊縫的全面覆蓋。本發(fā)明所用晶片寬度為12mm。

在進(jìn)行上述第一次平行掃查時(shí)，所述檢測(cè)探頭的中心位置垂直投影在焊縫的第一側(cè)邊上，這樣可保證第一次平行掃查時(shí)對(duì)焊縫邊緣的全面掃查。

上述獲知裂紋高度的具體方法有多種，本實(shí)施例列舉一種獲知所述裂紋高度的具體方法，其為：通過(guò)獲知的上述焊縫上裂紋所在位置處對(duì)應(yīng)的超聲數(shù)據(jù)，利用所述超聲數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)裂紋頂部和裂紋底部的超聲波的掃查角度θ，以及不同掃查角度的超聲波對(duì)應(yīng)的傳播距離s，根據(jù)公式d＝s·cosθ計(jì)算出所述裂紋頂部與所述裂紋底部分別對(duì)應(yīng)的深度值d，裂紋頂部的深度值減去裂紋底部的深度值得出所述裂紋高度，見(jiàn)圖2所示，裂紋頂部對(duì)應(yīng)的超聲波掃查角度為θ2，傳播距離為s2裂紋底部對(duì)應(yīng)的超聲波掃查角度為θ1，傳播距離為s1，則裂紋高度h為：h＝s1·cosθ1-s2·cosθ2。

為驗(yàn)證本發(fā)明的核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法的準(zhǔn)確性，加工一件帶有自然裂紋缺陷的穩(wěn)壓管安全端焊縫試樣，然后利用本發(fā)明的核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法對(duì)穩(wěn)壓管安全端焊縫試樣進(jìn)行檢查，并且獲知自然裂紋缺陷的位置以及該裂紋的高度。然后采用對(duì)裂紋缺陷通過(guò)切片方法進(jìn)行解剖，見(jiàn)圖3所示為具體切片示意圖，每片切片厚度不超過(guò)3mm，并根據(jù)每片上的裂紋高度最終還原裂紋的整體形貌，見(jiàn)圖4所示，裂紋的位置和高度均能獲知。最終將解剖后的最大裂紋高度與本發(fā)明的在役檢查方法獲知的裂紋高度進(jìn)行比較，比較后兩者誤差不超過(guò)3.2mm，滿(mǎn)足asme規(guī)范第xi卷附錄viii中的定量誤差要求。

表1所示為裂紋缺陷高度的利用本發(fā)明檢查方法的測(cè)量結(jié)果及解剖結(jié)果對(duì)比表，對(duì)比結(jié)果表明，高度定量誤差最大為1.3mm。說(shuō)明本發(fā)明的

表1

綜上所述，本發(fā)明核電站穩(wěn)壓管接管安全端焊縫裂紋的在役檢查方法，其可直接實(shí)施核電站穩(wěn)壓器接管安全端焊縫相控陣檢測(cè)，并對(duì)焊縫中可能存在的應(yīng)力腐蝕裂紋進(jìn)行準(zhǔn)確的高度定量，與裂紋缺陷解剖結(jié)果進(jìn)行比較后能夠確定超聲檢測(cè)的裂紋高度定量誤差不超過(guò)3.2mm，滿(mǎn)足asme規(guī)范第xi卷附錄viii中的定量誤差要求。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。