压力容器涡流检测应用

黄海翔　李冬

摘 要：文章叙述了涡流检测技术在压力容器质量检测中的应用。从检测对象、对比试块、检测探头及信号分析处理方法等方面，对当前的压力容器涡流检测技术进行了阐述和归纳，为后期更好的在压力容器检测中应用涡流技术提供必要的借鉴与参考。

关键词：压力容器；涡流检测；应用

引言

压力容器是核反应堆安全一级部件，核电站役前及在役检查中必须采用无损检测方法对其进行检查，确保其安全可靠。涡流检测技术是一种重要的常规无损检测技术，在压力容器质量检测中发挥着重要作用。而且，随着涡流检测技术的飞速发展，其检测精度、位置分辨率、檢测灵敏度等技术指标得到实质性地突破，为该技术在压力容器的质量检测中发挥更大作用奠定了坚实的基础。

1 检测原理

由于电磁感应，当导体处在变化的磁场中或相对于磁场运动时，其内部会感应出电流，这些电流的特点是：在导体内部自成闭合回路，呈旋涡状流动，即涡流。

涡流检测是涡流效应的一项重要应用。基本原理可表述为：当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于激励线圈磁场的作用，试件中会产生涡流，而涡流的大小、相位、及流动形式受到试件导电性能的影响，同时产生的涡流也会形成一个磁场，这个磁场反过来又会使检测线圈的阻抗发生变化，因此，通过测定检测线圈阻抗的变化，就可以判断出被测试件的性能及有无缺陷等。

2 检测对象

目前，压力容器涡流检测中，主要的检测对象有主螺栓、主螺母、顶盖贯穿件及其焊缝和热影响区、密封面等。

3 涡流检测对比试块

主螺栓、主螺母对比试块，采用和被检对象具有相同规格尺寸、材料、加工工艺的螺栓、螺母，根据RSEM规范，采用电火花腐蚀的方法，在螺纹及光杆的特定位置处刻制深分别为0.5mm、1mm、2mm的人工槽伤。通常以0.5mm深人工槽的幅值为记录限值，1mm人工槽伤的幅值为判废标准。

顶盖贯穿件及其焊缝和热影响区对比试块，采用和被检对象具有相同规格尺寸、材料、加工工艺的模拟件，在其上刻制不同规格尺寸的纵槽和横槽。纵槽和横槽的规格尺寸及数量要根据检测技术条件要求，供需双方根据实际情况灵活设计，旨在检出有可能危害安全可靠性的缺陷。

密封面的对比试块，采用和密封面相同材料及加工工艺的样品，其尺寸大小应能有效消除边缘效应的影响。人工伤多采用槽伤，其具体规格尺寸要根据密封面的表面质量要求，供需双方协商设计。

4 检测探头

涡流检测探头的形状和种类灵活多样，要根据被检对象及其可能存在的缺陷类型设计制造合适的检测探头。

主螺栓的涡流检测探头，采用一定弧度的凹形探头较为适应，探头的弧度要和被检螺栓匹配。探头的类型多为差分型，这样可以有效检出突变的不连续性缺陷。主螺母的涡流探头同主螺栓的涡流检测探头相反，采用一定弧度的凸形探头，探头的弧度和被检螺母相适应。探头的类型也多为差分形式。但传感器的多样性本来就是涡流检测技术的一个特点，有时不同形状和类型的探头可以检测同一检测对象，比如在螺栓、螺母的检测中还可以采用笔式探头，笔尖顺着螺纹根部移动，探头的类型可以是差分也可以是绝对，但必须是经过试验验证能够对对比试样的不同人工伤都能够有效检出，且具有不同的灵敏度。

顶盖贯穿件及其焊缝和热影响区的涡流检测，其探头设计更是灵活多样，探头类型也不一而论。可以采用笔式探头、平面阵列探头；探头的类型可以是差分、绝对、阵列、正交十字等等。使用的前提条件是经过试验验证能够对比试样的不同人工伤都能够有效检出，且具有不同的灵敏度。

密封面的涡流检查一样，可以采用多种形式和类型的探头。

5 信号分析处理方法

随着计算机技术的不断发展，涡流检测信号分析处理技术也日新月异。压力容器涡流检测中，除采用传统的信号分析处理方法-幅值分析法、相位分析法及幅值相位综合分析法外，有些还采用一些专用的涡流信号分析处理软件，这些软件使缺陷形貌能够以二维或三维视图的形式直观地显示在屏幕上，在一定程度上提高对缺陷的形状、大小及类型的准确判断。

6 结束语

当前，涡流检测技术在压力容器的质量检测中得到广泛应用，为保证反应堆的安全运行发挥着重要作用。相信在不久的将来，随着涡流检测技术的不断进步，涡流检测技术在核电站的役前和在役检查中将会得到更为广泛的应用，为保证反应堆的安全运行发挥更为重要的作用。

参考文献

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