新核燃料锆合金包壳管材中缺陷对超声检测的影响

发布时间：2021-03-26 08:36

　　选取锆合金管材超声检测时的典型缺陷信号（纵向缺陷、横向缺陷、同位置纵横向缺陷、草状波）对应的管材试样,并将每种类型缺陷按不同信号幅值（20%～25%,25%～30%,30%～35%,≥36%）取样;采用宏观检测及金相层析法对以上试样进行观察,分析讨论管材中的缺陷类型、深度及位置与超声检测信号类型及幅值的关系。结果表明:10μm级及以上深度的缺陷一般会引起超声检测信号异常,且缺陷深度与超声信号幅值基本呈一定的线性趋势,但存在不完全对应性;管材内外表面及内部的裂纹均会引起超声检测纵横伤及纵伤信号幅值的异常,而管材内外表面凹坑会引起超声检测横伤信号幅值的异常;草状波信号与管材晶粒组织、表面粗糙度及缺陷均无直接关系。 

【文章来源】：无损检测. 2020,42(01)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

管材水浸线聚焦超声检测原理示意

对不同幅值、同位置纵横伤试样进行宏观检查并拍照，图2为观察到的不同幅值管材表面缺陷宏观图片。信号幅值为20%～25%及≥36%的管材试样未发现有表面缺陷；而在信号幅值为30%～35%及25%～30%对应的管材试样外表面分别发现有斜向划痕及微裂纹。采用层析法对肉眼未发现缺陷的管材试样进行金相观察，并对宏观检查到缺陷的管材试样进行解剖及金相分析，不同信号幅值对应的管材缺陷金相检测结果如图3所示。由图3可以看出，信号幅值≥36%的对应缺陷在管材内部，裂纹与管材径向及周向成一定角度，裂纹深度较大，为193.9μm，故在宏观检查时未发现管材内外表面有缺陷；而信号幅值为30%～35%,25%～30%,20%～25%的缺陷为管材内外表面裂纹，裂纹深度均在同一数量级，分别为12.1,10.1,16.8μm，较信号幅值≥36%对应的缺陷深度小很多；但信号幅值≥36%及幅值为30%～35%对应的裂纹宽度要大于其他幅值的。可知，引起同位置纵横伤的缺陷为管材内外表面及管材内部裂纹，裂纹深度与超声检测异常信号幅值无直接的对应关系。因为信号幅值的大小与反射回来的声波数量及缺陷有效反射面的大小有关，是由裂纹长度、深度、宽度及裂纹角度等决定的[3]。

采用层析法对肉眼未发现缺陷的管材试样进行金相观察，并对宏观检查到缺陷的管材试样进行解剖及金相分析，不同信号幅值对应的管材缺陷金相检测结果如图3所示。由图3可以看出，信号幅值≥36%的对应缺陷在管材内部，裂纹与管材径向及周向成一定角度，裂纹深度较大，为193.9μm，故在宏观检查时未发现管材内外表面有缺陷；而信号幅值为30%～35%,25%～30%,20%～25%的缺陷为管材内外表面裂纹，裂纹深度均在同一数量级，分别为12.1,10.1,16.8μm，较信号幅值≥36%对应的缺陷深度小很多；但信号幅值≥36%及幅值为30%～35%对应的裂纹宽度要大于其他幅值的。可知，引起同位置纵横伤的缺陷为管材内外表面及管材内部裂纹，裂纹深度与超声检测异常信号幅值无直接的对应关系。因为信号幅值的大小与反射回来的声波数量及缺陷有效反射面的大小有关，是由裂纹长度、深度、宽度及裂纹角度等决定的[3]。3.2 横伤分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]核燃料锆合金包壳管的超声波探伤[J]. 夏健文,韩承.  核动力工程. 2016(03)
[2]Zr-4合金管材超声探伤记录条带草状显示原因[J]. 于海慧,于军辉,李小宁.  无损探伤. 2015(01)
[3]核用锆合金管材的超声波检测[J]. 李恒羽,袁改焕,王德华.  无损检测. 2008(04)



本文编号：3101306