厚壁壓力容器TOFD檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化與缺陷定量研究.pdf

1、為保證厚壁壓力容器安全可靠運(yùn)行，需要對(duì)焊縫中可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位、定量。超聲衍射時(shí)差法(timeofflightdiffraction，TOFD)是一種尤其適用于中厚度焊縫的無(wú)損檢測(cè)方法。本文依托于十二五國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目“核反應(yīng)堆厚壁壓力容器焊縫超聲TOFD檢測(cè)技術(shù)研究”，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬的手段，對(duì)壁厚＞100mm的壓力容器焊縫TOFD檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究。首先對(duì)厚壁焊縫TOFD檢測(cè)參數(shù)優(yōu)選進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。并在此基

2、礎(chǔ)上，對(duì)提高厚壁焊縫TOFD檢測(cè)高度、長(zhǎng)度測(cè)量精度的定量方法進(jìn)行了探究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)壁厚160mm～220mm的45＃鋼對(duì)比試塊，對(duì)TOFD檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)厚壁焊縫TOFD檢測(cè)參數(shù)的優(yōu)選方法進(jìn)行了系統(tǒng)歸納與總結(jié)。
　　(2)以壁厚220mm的對(duì)比試塊焊縫TOFD檢測(cè)為例，對(duì)TOFD檢測(cè)系統(tǒng)高度分辨率進(jìn)行理論分析，繪制了缺陷高度分辨率隨缺陷埋深變化的函數(shù)曲線。當(dāng)缺陷高度小于系統(tǒng)高度

3、分辨率時(shí)，提出利用頻譜分析對(duì)TOFD檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而測(cè)算缺陷高度。利用該方法對(duì)高2.0mm～3.0mm、埋深22.5mm～182.0mm缺陷的高度進(jìn)行定量。當(dāng)缺陷埋深22.5mm時(shí)，可將高度分辨率從理論值5.1mm提高至1.0mm;當(dāng)缺陷埋深182.0mm時(shí)，可將高度分辨率從理論值4.5mm提高至1.1mm。
　　(3)鑒于目前通常采用的TOFD拋物線指針?lè)赡芙o缺陷長(zhǎng)度定量帶來(lái)較大的誤差。構(gòu)建一組數(shù)值模擬模型，從理論角度驗(yàn)

4、證了將6dB法應(yīng)用到TOFD檢測(cè)中的可行性，并將其應(yīng)用到埋深22.5mm～200.0mm缺陷的D掃查實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，長(zhǎng)度定量精度明顯高于拋物線指針?lè)?。此外，利用合成孔徑聚焦技術(shù)(SyntheticApertureFocusingTechnology，SAFT)，對(duì)長(zhǎng)度2.0mm～45.0mm缺陷的D掃查數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行處理，長(zhǎng)度絕對(duì)誤差小于0.6mm。
　　(4)根據(jù)厚壁焊縫TOFD檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化結(jié)論、缺陷定量方法，對(duì)壁厚160mm～2