蒸汽發(fā)生器傳熱管渦流檢測(cè)可靠性有限元分析

1、蒸汽發(fā)生器傳熱管渦流檢測(cè)可靠性有限元分析蒸汽發(fā)生器傳熱管渦流檢測(cè)可靠性有限元分析廖述圣林戈（核動(dòng)力運(yùn)行研究所，武漢430074）摘要在核電廠蒸汽發(fā)生器傳熱管渦流檢測(cè)中，對(duì)缺陷的定量可靠性研究是一個(gè)重要的問題。本文利用有限元方法針對(duì)環(huán)槽在渦流檢測(cè)中相位深度曲線的判傷可靠性進(jìn)行了初步定量定性分析。通過大量計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和分析，獲得了在環(huán)槽情況下不同深度的定量偏差，以及他們之間的定性關(guān)系。關(guān)鍵詞鍵詞渦流檢測(cè)；可靠性；有限元；蒸汽發(fā)生器傳熱管R

2、eliabilityofECTAnalysisfSteamGeneratTubesbyFiniteElementMethodLiaoShushengLinGe(ResearchInstituteofNuclearPowerOperationWuhan430074China)AbstractItisanimptantsubjectthatreliabilityofsizingfdefectsinnuclearpowerplantsteam

3、generattubeseddycurrentinspection.ThispaperKeywdsEddycurrentexaminationFiniteelementSteamgenerattubes在核設(shè)備傳熱管檢查過程中，缺陷的準(zhǔn)確的定性定量有著重要的作用。定量的過小或漏檢，威脅運(yùn)行的安全性；定量過大，將導(dǎo)致堵管，降低核動(dòng)力裝置運(yùn)行的效率甚至報(bào)廢，給國家經(jīng)濟(jì)帶來重大損失。因此準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果對(duì)核電廠安全、高效、清潔、可靠的運(yùn)行有重要

4、的作用，傳熱管渦流檢測(cè)的可靠性就顯得格外重要。為了方便研究，我們將渦流檢測(cè)偏差分為三類來源，第一是檢測(cè)方法的偏差。第二是檢測(cè)系統(tǒng)的偏差，第三是人為因素的偏差。隨著檢測(cè)儀器以及軟件技術(shù)的發(fā)展，第2和3個(gè)因素的偏差已經(jīng)減低到較小的程度，占主要地位的是檢測(cè)方法的偏差，就是本文要探討的主題。1傳熱管渦流檢測(cè)可靠性研究方法傳熱管渦流檢測(cè)可靠性研究方法在以往的可靠性研究當(dāng)中，我們主要有兩種方式來對(duì)渦流定量可靠性進(jìn)行評(píng)估。一是制造大量試驗(yàn)管，然后通過

5、采集分析統(tǒng)計(jì)的方法來進(jìn)行可靠性分析。這種方法優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，直觀、可信度高。缺點(diǎn)是缺陷加工與計(jì)量的偏差，材料的均勻與一致性、儀器與探頭的偏差、檢測(cè)中的機(jī)械不穩(wěn)定性（如擺動(dòng)、速度不均勻等）以及檢測(cè)的靈敏度都對(duì)可靠性分析造成了一定的難度和成本的增加。甚至在很多情況下，缺陷無法加工。第二種方法是對(duì)電廠實(shí)際缺陷進(jìn)行定量后，取出管對(duì)缺陷進(jìn)行解剖測(cè)量，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的方法來評(píng)估渦表2：RSEM標(biāo)定管計(jì)算相位值10％內(nèi)環(huán)槽(寬1mm)100％環(huán)槽(寬0.

6、6mm)40％外環(huán)槽(寬1mm)10％外環(huán)槽(寬1mm)計(jì)算相位值6.340122147根據(jù)以上結(jié)果，作相位深度曲線（PDC）如圖2深度（％）相位角（度）圖2RSEM標(biāo)準(zhǔn)渦流檢測(cè)標(biāo)定管計(jì)算標(biāo)定曲線渦流檢測(cè)都是以加工某一尺寸的標(biāo)準(zhǔn)缺陷，以此為標(biāo)尺，來對(duì)未知缺陷的深度進(jìn)行定量，這必然導(dǎo)致檢測(cè)方法上的偏差，為了方便討論，我們首先選擇一個(gè)深度為40％壁厚的人工外槽，用有限元方法計(jì)算其寬度不同時(shí)的深度定量偏差。圖3是用有限元計(jì)算方法計(jì)算深度相同但

7、是寬度不同的人工環(huán)槽的相位與寬度的關(guān)系曲線。其中槽寬從0.05mm至20mm。從圖2中可以看出，隨著缺陷寬度的無限減小，相位變化較快，且沒有最大值，而隨著寬度的增大，相位存在最小值120度，在相同深度情況下0.05mm寬度的相位值為135度與相位最小值相差15度，按照?qǐng)D2的相位深度標(biāo)定曲線，可以得出0.05mm寬的槽在曲線的顯示為25％，相位最小值的在曲線上的顯示為43％。實(shí)際檢測(cè)過程可能存在裂紋形式的缺陷，其寬度尺寸比0.05還要小，