核电站结构电磁无损检测研究.doc

核电站结构电磁无损检测研究 陈振茂，田淑侠，王 丽，李 勇 （西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室，陕西 西安，710049） 摘 要：本论文报告国外原子能发电站结构无损检测中 ECT 应用的最新进展。具体内容主要包括 探头爬行机构(机器人)，最新的蒸气发生器 ECT 检查装置，焊缝部裂纹检测新探头，以及基于 ECT 的 裂纹定量化技术等原子能发电站检测中 ECT 的应用现状和研究前沿。基于上述技术和方法，ECT 现已 成为原子能发电站无损检测所必须的重要手段之一。作为超声波检测法的补充，ECT 对保证核电站的 安全有效地运行，起到越来越重要的作用。 关键词：涡流检测；机器人；探头；焊接部裂纹；应力腐蚀裂纹；定量化；反问题 Studies in ENDE Technique for ISI of Nuclear Power Plant CHEN Zhen-Mao, TIAN Shu-Xia, WANG Li, LI Yong (State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China) Abstract: Some progresses in application of ECT to In-service Inspection (ISI) of key structures of Nuclear Power Plant (NPP) are reported in this paper. The current status and research hot points related to the R/D of scanning manipulators (robot), advanced ECT inspection system for Steam Generator (SG), new probes for welding joint inspection, and the quantitative evaluation technique based on ECT signals, are described respectively. Based on the recent technology development, the ECT has become a key technique for NDT of NPP structures. As a complement of UT, ECT plays more and more important role in the safety guarantee of NPP. Keywords: ECT; Robot; Probe; Welding cracks; SCC; Crack Sizing; Inverse problem 引言 为了保证原子能电站的安全运行，要求对一些重要部件进行定期检查。现在视觉检查(VT)和超声检查 (UT)是核电设备检查的主要方法。另一方面，涡流检测(ECT)方法由于其高速和表面裂纹检查性能高等优 点而被应用于压水堆(PWR)核电站蒸气发生器(SG)换热管的检查中。但 ECT 还未象 UT 那样广泛应用于核 电结构部件(如炉内构件，PLR 管道，管台焊缝等)的无损检测。己近来，国外正积极开展关于 ECT 应用的 研究，以解决 UT 在核电结构检测中的不足之处。 从 2003 年 10 月开始，日本政府采用了 JSME 核电站维护规格作为核电站设备检测和维护的国家技术 基金项目：国家自然科学基金11021202)，国家磁约束聚变项目（2009GB104002）及国家 973 项目（2007CB707702， 2011CB610303）。 作者简介：陈振茂，男，西安交通大学航天航空学院教授、副院长。主要从事电磁无损检测、电磁结构力学相关研究。 341  标准。因为该标准许可有裂纹的部件继续运用(如果经过评价认为该裂纹无害)，这非常有利于提高核电设 备的利用率。在各电源间竞争日益激烈的现在，在确保其安全性的基础上提高系统的经济性显得非常必要。 为了正确评价裂纹的进展特性，必须能够以无损检测手段推断裂纹的大小信息。现状的缺陷定量化技术(UT) 不能单独满足这一要求。因为 UT 方法对于浅裂纹和焊接头内的应力腐蚀裂纹的识别精度不能达到要求。 这是为何需开发新的裂纹定量化方法以达成这一目的。 本文介绍关于原子能发电站检测中 ECT 应用相关的最新研究成果。在随后的第一部分，对运载和扫描 探头的机器人系统进行了说明。在第二