基于巴克豪森噪声的RPV辐照脆化检测关键技术研究

发布时间：2017-09-27 13:11

  本文关键词：基于巴克豪森噪声的RPV辐照脆化检测关键技术研究

  更多相关文章： 巴克豪森噪声 反应堆压力容器 辐照脆化 基体损伤 富Cu原子团簇析出

【摘要】：在国内外核电事业快速发展,面临巨大的机遇和挑战的大背景下,本文基于核电站反应堆压力容器长期工作在高温高压下会造成辐照脆化的情况,拟研制一套巴克豪森噪声检测系统用以检测辐照脆化对材料性能的影响。以反应堆压力容器用钢A508-3为基础材料进行质子辐照研究辐照过程中的基体损伤,以Fe-1.0wt.%Cu合金“模拟钢”为基础材料经过热时效处理研究辐照产生的富Cu原子团簇的析出。该研究方法有效避免了强中子辐照研究周期长、对人体有伤害的缺点。而且采用两种材料分别研究有效避免了富Cu原子团簇析出和基体损伤两种缺陷的相互影响,能够分别知晓它们对材料性能的影响。阅读大量文献,基于电磁学基础知识,深入研究MBN产生机理,从磁畴结构和磁化理论的角度详细地分析了巴克豪森信号产生的本质及信号的检测原理,了解影响MBN信号的因素。研究辐照脆化产生机理和影响辐照脆化的因素,了解不同阶段导致辐照脆化的微观成因,为后期的试样处理方法打下基础。在已有的硬件平台基础上优化传感器和信号调理部分,本文获得了更加小型化、便捷化的硬件系统。基于Labview平台,结合Matlab和Access,设计仪器的软件部分,主要包括信号采集显示模块、信号调理模块、信号后期处理模块、信号存储模块。最终开发了一款用于RPV辐照脆化检测的上位机软件。软硬件联调,组成一套巴克豪森噪声检测系统。使用检测系统,采集MBN信号,获得其四个特征值:包络面积、包络半高宽、包络峰值、均方根的值。首先采用已知硬度的含Cu、Ni的超低碳钢进行系统验证性实验。验证了系统可行性后,进行质子辐照的RPV钢试件和热时效处理后的Fe-1.0wt.%Cu合金“模拟钢”检测。根据检测结果分析基体损伤和富Cu原子团簇析出对材料性能的影响。结果显示,基体损伤和富Cu原子团簇析出都会导致MBN特征值呈一定的变化规律,特征值的变化规律与理论分析上材料会出现硬化的预期一致。
【关键词】：巴克豪森噪声 反应堆压力容器 辐照脆化 基体损伤 富Cu原子团簇析出
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 课题研究背景及意义14-16
• 1.1.1 课题研究背景14-15
• 1.1.2 课题研究意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-18
• 1.3 MBN与其他辐照脆化检测方法的比较18-19
• 1.4 论文的主要研究内容19-21
• 第二章 基本理论21-28
• 2.1 电磁学基础知识21-24
• 2.1.1 磁畴与磁畴壁21-22
• 2.1.2 磁化曲线22-23
• 2.1.3 磁滞回线23-24
• 2.2 巴克豪森噪声24-26
• 2.2.1 巴克豪森噪声产生机理24
• 2.2.2 巴克豪森噪声检测典型框图24-25
• 2.2.3 影响巴克豪森噪声的因素25-26
• 2.3 RPV的辐照脆化机理及影响因素26-27
• 2.3.1 RPV的辐照脆化机理26-27
• 2.3.2 影响RPV辐照脆化的因素27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 RPV辐照脆化检测硬件系统28-36
• 3.1 硬件系统总体框架28-29
• 3.2 激励电源29-30
• 3.3 传感器30-31
• 3.3.1 激励线圈30
• 3.3.2 磁化器30-31
• 3.3.3 接收器31
• 3.4 信号调理电路31-34
• 3.4.1 前置放大电路32
• 3.4.2 高通滤波电路32-33
• 3.4.3 主放大电路33-34
• 3.5 采集卡34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第四章 RPV辐照脆化检测软件系统36-47
• 4.1 上位机软件开发平台36
• 4.2 数据库管理系统36-37
• 4.3 软件系统分模块介绍37-45
• 4.3.1 信号采集37-39
• 4.3.2 MBN信号调理39-40
• 4.3.3 MBN数据处理40-43
• 4.3.4 MBN数据存储43-45
• 4.4 软件系统45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第五章 RPV辐照脆化检测系统实验验证与数据分析47-62
• 5.1 检测系统整体介绍47
• 5.2 实验激励信号讨论47-50
• 5.3 试样制备50-52
• 5.3.1 热时效处理51
• 5.3.2 带电粒子辐照51-52
• 5.4 数据处理分析52-62
• 5.4.1 验证性实验53-55
• 5.4.2 质子辐照55-58
• 5.4.3 热时效处理58-61
• 5.4.4 数据处理小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 工作总结62-63
• 6.2 工作展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李正操;陈良;;核能系统压力容器辐照脆化机制及其影响因素[J];金属学报;2014年11期

2 王荣山;徐超亮;黄平;刘向兵;;反应堆压力容器钢辐照硬化脆化的中子注量率效应[J];科技导报;2014年31期

3 洪晓峰;;反应堆压力容器模拟钢等温热时效的硬度研究[J];一重技术;2014年04期

4 黄毅诚;;核电是安全的 新一代核电更为安全[J];节能与环保;2013年06期

5 乔建生;尹世忠;杨文;;反应堆压力容器材料辐照脆化预测模型研究[J];核科学与工程;2012年02期

6 乔建生;杨文;;反应堆压力容器材料辐照脆化机理研究进展[J];原子能科学技术;2012年04期

7 丁松;田贵云;王平;王海涛;闫小明;朱秋君;姬小丽;;巴克豪森应力检测中激励方式的影响[J];无损检测;2011年10期

8 赵洲;;论核事故风险及其全球治理[J];世界经济与政治;2011年08期

9 吕铮;;核反应堆压力容器的辐照脆化与延寿评估[J];金属学报;2011年07期

10 唐亚鹏;侯媛彬;;基于LabVIEW的实践教学平台与Access数据库的开发[J];计算机技术与发展;2011年05期

，

本文编号：929875