核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法与流程

本发明涉及超声无损检测技术领域，特别是涉及一种核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法。

背景技术：

早期的核电站稳压器接管安全端焊缝中，采用了inconel600材料进行焊接，但随着电站运行时间的增长，采用600镍基合金材料的部分焊缝由于应力腐蚀原因产生了不同程度的裂纹(pwscc)，该类型裂纹一般都起始于焊缝内壁并往外壁扩展，且裂纹往往比较紧密，其开口宽度一般都小于0.1mm，这类缺陷无法采用渗透检测等表面检测方法进行检测，而射线检测方法由于受射线与缺陷夹角、缺陷自身高度及宽度、焊缝自身组织等因素的影响，对于面积性缺陷的检测能力也不理想，有时甚至由于焊缝组织的原因出现伪缺陷显示。另外，常规超声检测方法中，为保证超声波声束能够覆盖到整个焊缝厚度范围，探头需要进行前后移动，移动最小距离计算见公式l＝tanβ·t，其中l为最小移动距离；β为斜探头折射角；t为被检焊缝厚度。但由于靠近稳压器本体侧距离较小，常规检测探头不能获得足够的移动距离，不能覆盖整个焊缝厚度范围。因此，对稳压器安全端焊缝中可能存在的应力腐蚀开裂(pwscc)进行准确的检出和定量，一直是核电站在役检查中的一个难点。

因此，需要一种准确有效的对稳压器安全端焊缝是否有裂纹的在役检查方法。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法，用于解决现有技术中稳压管接管安全端焊缝裂纹难于准确检测的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法，所述在役检查方法采用超声相控阵检测装置对焊缝进行检测，检测时，所述超声相控阵检测装置上的检测探头从焊缝的第一侧边沿焊缝长度方向进行第一次平行扫查，完成第一次平行扫查后，将所述检测探头沿稳压管接管周向向所述焊缝的第二侧边逐次平移预设距离，每次平移后均沿焊缝长度方向进行平行扫查，直至所述检测探头移动至所述焊缝的另一侧边，完成最后一次平行扫查，每次平行扫查得到的超声数据反馈至所述超声相控检测装置中，通过对所述超声数据进行分析，获知所述焊缝上裂纹所在的位置以及裂纹高度。

优选的，所述检测探头沿稳压管接管周向每次平移的预设距离为所述检测探头内所用晶片宽度的一半。

优选的，在进行所述第一次平行扫查时，所述检测探头的中心位置垂直投影在所述焊缝的第一侧边上。

优选的，获知所述裂纹高度的具体过程为：通过获知的所述焊缝上裂纹所在位置处对应的超声数据，利用所述超声数据中对应裂纹顶部和裂纹底部的超声波的扫查角度θ，以及不同扫查角度的超声波对应的传播距离s，根据公式d＝s·cosθ计算出所述裂纹顶部与所述裂纹底部分别对应的深度值d，裂纹顶部的深度值减去裂纹底部的深度值得出所述裂纹高度。

优选的，所述超声相控阵检测装置采用一发一收式超声相控阵。

如上所述，本发明的核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法，具有以下有益效果：其采用超声相控阵检测装置对焊缝进行检查，检查时沿焊缝的第一侧边平行扫查，然后逐次平移一定距离再平行扫查，直至焊缝的另一侧边，达到对焊缝的全覆盖扫查，最后通过对反馈的超声数据进行分析，获知焊缝裂纹的位置以及裂纹高度，因此，本发明可直接实施核电站稳压器接管安全端焊缝相控阵检测，并对焊缝中可能存在的应力腐蚀裂纹进行准确的高度定量，与裂纹缺陷解剖结果进行比较后能够确定超声检测的裂纹高度定量误差不超过3.2mm，满足asme规范第xi卷附录viii中的定量误差要求。

附图说明

图1显示为本发明的核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法示意图。

图2显示为本发明的裂纹高度计算方法示意图。

图3显示为裂纹缺陷切片示意图。

图4显示为沿图3中aa线的剖视图。

元件标号说明

1焊缝

2超声相控阵检测装

3扇形超声束

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法，所述在役检查方法采用超声相控阵检测装置2对焊缝1进行检测，检测时所述超声相控阵检测装置2上的检测探头从焊缝的第一侧边沿焊缝长度方向进行第一次平行扫查，见图1中箭头方向即平行扫查方向，检测探头发出扇形超声束3进行扫查，完成第一次平行扫查后，将检测探头沿稳压管接管周向向焊缝的第二侧边逐次平移预设距离，每次平移后均沿焊缝长度方向进行平行扫查，直至检测探头移动至焊缝的另一侧边，完成最后一次平行扫查，每次平行扫查得到的超声数据反馈至超声相控检测装置1中，通过对超声数据进行分析，获知焊缝上裂纹所在的位置以及裂纹高度。

本发明采用超声相控阵检测装置2对焊缝1进行检查，超声相控阵检测装置采用一发一 收式超声相控阵，超声相控阵为超声探头晶片的组合，由多个压电晶片按一定的规律分布排列，然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片，所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，能有效地控制发射超声束(波阵面)的形状和方向，能实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。它为确定不连续性的形状、大小和方向提供出比单个或多个探头系统更大的能力。

在进行检查前，需要对超声相控阵进行设定，选择合适的相控阵检测探头，完成相关检测探头参数信息的输入，并且设定聚焦法则。

本发明在检查时沿焊缝的第一侧边平行扫查，然后逐次平移一定距离再平行扫查，直至焊缝的另一侧边，达到对焊缝的全覆盖扫查，最后通过对反馈的超声数据进行分析，获知焊缝裂纹的位置以及裂纹高度，因此，本发明可直接实施核电站稳压器接管安全端焊缝相控阵检测，并对焊缝中可能存在的应力腐蚀裂纹进行准确的高度定量。

为确保检测的准确性，上述检测探头沿稳压管接管周向每次平移的预设距离为检测探头内所用晶片宽度的一半，也即检测探头长度的一半，这样可以保证在检测时对焊缝的全面覆盖。本发明所用晶片宽度为12mm。

在进行上述第一次平行扫查时，所述检测探头的中心位置垂直投影在焊缝的第一侧边上，这样可保证第一次平行扫查时对焊缝边缘的全面扫查。

上述获知裂纹高度的具体方法有多种，本实施例列举一种获知所述裂纹高度的具体方法，其为：通过获知的上述焊缝上裂纹所在位置处对应的超声数据，利用所述超声数据中对应裂纹顶部和裂纹底部的超声波的扫查角度θ，以及不同扫查角度的超声波对应的传播距离s，根据公式d＝s·cosθ计算出所述裂纹顶部与所述裂纹底部分别对应的深度值d，裂纹顶部的深度值减去裂纹底部的深度值得出所述裂纹高度，见图2所示，裂纹顶部对应的超声波扫查角度为θ2，传播距离为s2裂纹底部对应的超声波扫查角度为θ1，传播距离为s1，则裂纹高度h为：h＝s1·cosθ1-s2·cosθ2。

为验证本发明的核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法的准确性，加工一件带有自然裂纹缺陷的稳压管安全端焊缝试样，然后利用本发明的核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法对稳压管安全端焊缝试样进行检查，并且获知自然裂纹缺陷的位置以及该裂纹的高度。然后采用对裂纹缺陷通过切片方法进行解剖，见图3所示为具体切片示意图，每片切片厚度不超过3mm，并根据每片上的裂纹高度最终还原裂纹的整体形貌，见图4所示，裂纹的位置和高度均能获知。最终将解剖后的最大裂纹高度与本发明的在役检查方法获知的裂纹高度进行比较，比较后两者误差不超过3.2mm，满足asme规范第xi卷附录viii中的定量误差要求。

表1所示为裂纹缺陷高度的利用本发明检查方法的测量结果及解剖结果对比表，对比结果表明，高度定量误差最大为1.3mm。说明本发明的

表1

综上所述，本发明核电站稳压管接管安全端焊缝裂纹的在役检查方法，其可直接实施核电站稳压器接管安全端焊缝相控阵检测，并对焊缝中可能存在的应力腐蚀裂纹进行准确的高度定量，与裂纹缺陷解剖结果进行比较后能够确定超声检测的裂纹高度定量误差不超过3.2mm，满足asme规范第xi卷附录viii中的定量误差要求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。