壓力容器渦流檢測應用

黃海翔　李冬

摘 要：文章敘述了渦流檢測技術在壓力容器質量檢測中的應用。從檢測對象、對比試塊、檢測探頭及信號分析處理方法等方面，對當前的壓力容器渦流檢測技術進行了闡述和歸納，為后期更好的在壓力容器檢測中應用渦流技術提供必要的借鑒與參考。

關鍵詞：壓力容器；渦流檢測；應用

引言

壓力容器是核反應堆安全一級部件，核電站役前及在役檢查中必須采用無損檢測方法對其進行檢查，確保其安全可靠。渦流檢測技術是一種重要的常規無損檢測技術，在壓力容器質量檢測中發揮著重要作用。而且，隨著渦流檢測技術的飛速發展，其檢測精度、位置分辨率、檢測靈敏度等技術指標得到實質性地突破，為該技術在壓力容器的質量檢測中發揮更大作用奠定了堅實的基礎。

1 檢測原理

由于電磁感應，當導體處在變化的磁場中或相對于磁場運動時，其內部會感應出電流，這些電流的特點是：在導體內部自成閉合回路，呈旋渦狀流動，即渦流。

渦流檢測是渦流效應的一項重要應用。基本原理可表述為：當載有交變電流的檢測線圈靠近導電試件時，由于激勵線圈磁場的作用，試件中會產生渦流，而渦流的大小、相位、及流動形式受到試件導電性能的影響，同時產生的渦流也會形成一個磁場，這個磁場反過來又會使檢測線圈的阻抗發生變化，因此，通過測定檢測線圈阻抗的變化，就可以判斷出被測試件的性能及有無缺陷等。

2 檢測對象

目前，壓力容器渦流檢測中，主要的檢測對象有主螺栓、主螺母、頂蓋貫穿件及其焊縫和熱影響區、密封面等。

3 渦流檢測對比試塊

主螺栓、主螺母對比試塊，采用和被檢對象具有相同規格尺寸、材料、加工工藝的螺栓、螺母，根據RSEM規范，采用電火花腐蝕的方法，在螺紋及光桿的特定位置處刻制深分別為0.5mm、1mm、2mm的人工槽傷。通常以0.5mm深人工槽的幅值為記錄限值，1mm人工槽傷的幅值為判廢標準。

頂蓋貫穿件及其焊縫和熱影響區對比試塊，采用和被檢對象具有相同規格尺寸、材料、加工工藝的模擬件，在其上刻制不同規格尺寸的縱槽和橫槽。縱槽和橫槽的規格尺寸及數量要根據檢測技術條件要求，供需雙方根據實際情況靈活設計，旨在檢出有可能危害安全可靠性的缺陷。

密封面的對比試塊，采用和密封面相同材料及加工工藝的樣品，其尺寸大小應能有效消除邊緣效應的影響。人工傷多采用槽傷，其具體規格尺寸要根據密封面的表面質量要求，供需雙方協商設計。

4 檢測探頭

渦流檢測探頭的形狀和種類靈活多樣，要根據被檢對象及其可能存在的缺陷類型設計制造合適的檢測探頭。

主螺栓的渦流檢測探頭，采用一定弧度的凹形探頭較為適應，探頭的弧度要和被檢螺栓匹配。探頭的類型多為差分型，這樣可以有效檢出突變的不連續性缺陷。主螺母的渦流探頭同主螺栓的渦流檢測探頭相反，采用一定弧度的凸形探頭，探頭的弧度和被檢螺母相適應。探頭的類型也多為差分形式。但傳感器的多樣性本來就是渦流檢測技術的一個特點，有時不同形狀和類型的探頭可以檢測同一檢測對象，比如在螺栓、螺母的檢測中還可以采用筆式探頭，筆尖順著螺紋根部移動，探頭的類型可以是差分也可以是絕對，但必須是經過試驗驗證能夠對對比試樣的不同人工傷都能夠有效檢出，且具有不同的靈敏度。

頂蓋貫穿件及其焊縫和熱影響區的渦流檢測，其探頭設計更是靈活多樣，探頭類型也不一而論。可以采用筆式探頭、平面陣列探頭；探頭的類型可以是差分、絕對、陣列、正交十字等等。使用的前提條件是經過試驗驗證能夠對比試樣的不同人工傷都能夠有效檢出，且具有不同的靈敏度。

密封面的渦流檢查一樣，可以采用多種形式和類型的探頭。

5 信號分析處理方法

隨著計算機技術的不斷發展，渦流檢測信號分析處理技術也日新月異。壓力容器渦流檢測中，除采用傳統的信號分析處理方法-幅值分析法、相位分析法及幅值相位綜合分析法外，有些還采用一些專用的渦流信號分析處理軟件，這些軟件使缺陷形貌能夠以二維或三維視圖的形式直觀地顯示在屏幕上，在一定程度上提高對缺陷的形狀、大小及類型的準確判斷。

6 結束語

當前，渦流檢測技術在壓力容器的質量檢測中得到廣泛應用，為保證反應堆的安全運行發揮著重要作用。相信在不久的將來，隨著渦流檢測技術的不斷進步，渦流檢測技術在核電站的役前和在役檢查中將會得到更為廣泛的應用，為保證反應堆的安全運行發揮更為重要的作用。

參考文獻

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