厚壁壓力容器TOFD檢測參數(shù)優(yōu)化與缺陷定量研究.pdf

1、為保證厚壁壓力容器安全可靠運(yùn)行，需要對焊縫中可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位、定量。超聲衍射時差法(timeofflightdiffraction，TOFD)是一種尤其適用于中厚度焊縫的無損檢測方法。本文依托于十二五國防技術(shù)基礎(chǔ)科研項目“核反應(yīng)堆厚壁壓力容器焊縫超聲TOFD檢測技術(shù)研究”，通過實驗結(jié)合數(shù)值模擬的手段，對壁厚＞100mm的壓力容器焊縫TOFD檢測技術(shù)進(jìn)行了研究。首先對厚壁焊縫TOFD檢測參數(shù)優(yōu)選進(jìn)行了理論分析與實驗研究。并在此基

2、礎(chǔ)上，對提高厚壁焊縫TOFD檢測高度、長度測量精度的定量方法進(jìn)行了探究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)針對壁厚160mm～220mm的45＃鋼對比試塊，對TOFD檢測參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了理論分析與實驗研究。對厚壁焊縫TOFD檢測參數(shù)的優(yōu)選方法進(jìn)行了系統(tǒng)歸納與總結(jié)。
　　(2)以壁厚220mm的對比試塊焊縫TOFD檢測為例，對TOFD檢測系統(tǒng)高度分辨率進(jìn)行理論分析，繪制了缺陷高度分辨率隨缺陷埋深變化的函數(shù)曲線。當(dāng)缺陷高度小于系統(tǒng)高度

3、分辨率時，提出利用頻譜分析對TOFD檢測信號進(jìn)行處理，進(jìn)而測算缺陷高度。利用該方法對高2.0mm～3.0mm、埋深22.5mm～182.0mm缺陷的高度進(jìn)行定量。當(dāng)缺陷埋深22.5mm時，可將高度分辨率從理論值5.1mm提高至1.0mm;當(dāng)缺陷埋深182.0mm時，可將高度分辨率從理論值4.5mm提高至1.1mm。
　　(3)鑒于目前通常采用的TOFD拋物線指針法可能給缺陷長度定量帶來較大的誤差。構(gòu)建一組數(shù)值模擬模型，從理論角度驗

4、證了將6dB法應(yīng)用到TOFD檢測中的可行性，并將其應(yīng)用到埋深22.5mm～200.0mm缺陷的D掃查實驗結(jié)果中，長度定量精度明顯高于拋物線指針法。此外，利用合成孔徑聚焦技術(shù)(SyntheticApertureFocusingTechnology，SAFT)，對長度2.0mm～45.0mm缺陷的D掃查數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行處理，長度絕對誤差小于0.6mm。
　　(4)根據(jù)厚壁焊縫TOFD檢測參數(shù)優(yōu)化結(jié)論、缺陷定量方法，對壁厚160mm～2