試論核用鋯合金管材的渦流檢測技術(shù)

【摘 要】核用鋯合金管材作為特殊行業(yè)的特殊用材，通過渦流檢測等相應(yīng)檢測方式，可以有效快速的對鋯合金管材表面的缺陷進(jìn)行質(zhì)量檢測，在提高產(chǎn)品質(zhì)量水平的同時，可以增加產(chǎn)品在使用過程中的可靠性。為了進(jìn)一步對核用鋯合金管材渦流檢測技術(shù)進(jìn)行分析和研究，本文通過實驗研究的方式，對渦流檢測技術(shù)的工藝參數(shù)等進(jìn)行了進(jìn)一步的確定，旨在進(jìn)一步提升核用鋯合金管材的行業(yè)應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】核用鋯合金;鋯合金管材;渦流檢測

1.渦流檢測系統(tǒng)的組成

現(xiàn)階段所使用的渦流系統(tǒng)檢測是德國生產(chǎn)的相應(yīng)設(shè)備，具有相應(yīng)的溫度自動補(bǔ)償功能，并在具備高度集成的儀表化設(shè)計的基礎(chǔ)上，確保了渦流檢測系統(tǒng)在正常運作的過程中，可以確保檢查質(zhì)量和檢測水平的穩(wěn)定。不僅如此，在實際檢測的過程中，可以通過電腦pc端口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的方式，通過專業(yè)的軟件設(shè)備的應(yīng)用，讓整個檢測操作變得十分科學(xué)和便捷。不僅如此，此套設(shè)備包含著分選機(jī)構(gòu)、探頭架、主機(jī)以及動力裝置等相關(guān)設(shè)備^[1]。

2.人工上樣的制作和設(shè)計內(nèi)容

人工上樣是渦流檢測系統(tǒng)中十分重要的步驟環(huán)節(jié)，不僅可以及時檢測渦輪以及其運行的情況，還可以幫助設(shè)備進(jìn)行檢測參數(shù)的確定，以及相應(yīng)缺陷的評定。而在人工上樣管的制作過程中，還要對相應(yīng)材料的表面狀態(tài)以及牌號等保持較為平整的水平度。在此基礎(chǔ)上，還需要從多個不同的方位對相關(guān)材質(zhì)進(jìn)行全方位的校驗，確保不同方位在檢測過程中有著較為相同的靈敏檢測度。

3.檢測技術(shù)參數(shù)的針對性選擇

在運用渦流檢測技術(shù)的過程中，激勵頻率是渦流檢測中的重要參數(shù)之一。首先，在選擇的過程中需要對信號與信號之間的相位差進(jìn)行確定，并對缺陷信號做出有效確定，并對兩個相位進(jìn)行鑒別。其次，要對核用鋯合金管材的內(nèi)外壁中所存在的缺陷進(jìn)行相應(yīng)的檢測^[2]。最后，要對管材的傳輸速度和濾波頻率的進(jìn)行選定。在檢測速度的設(shè)定中，一般根據(jù)機(jī)械裝置中的最大條件范圍進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，并進(jìn)一步檢驗參數(shù)和相應(yīng)設(shè)備的適應(yīng)性。而在濾波頻率的選的過程中，則需要對標(biāo)準(zhǔn)的核用鋯合金進(jìn)行探傷實驗，并以最大新造比被檢驗出的內(nèi)容，對頻帶寬度和中心頻率進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)研究實驗的結(jié)果顯示，在核用鋯合金渦流檢測技術(shù)設(shè)備參數(shù)設(shè)置較為合理的狀態(tài)下，其檢測的信噪比有著較高的檢測靈敏度，對于鋯合金管材的尺寸變化可以進(jìn)行一定的抑制。不僅如此，在對探頭選擇的過程中，需要關(guān)注以下幾點：探頭作為核用鋯合金渦流檢測技術(shù)的關(guān)鍵性部件，其中其檢測結(jié)果的可靠性，探頭的性能大多起著決定性作用。因此，在選擇探頭的過程中，需要對其靈敏度進(jìn)行檢測，確保在實際檢測的過程中有著設(shè)備可以有著較高的抗干擾性。不僅如此，還要對管材的抖動干燥信號和幾何尺寸的變化進(jìn)行確定。具體結(jié)構(gòu)示內(nèi)容如下圖所示：

圖1 管材結(jié)構(gòu)示意圖

而為了進(jìn)一步便于檢測步驟的實時，對探頭線圈也要在軸線兩側(cè)做出相應(yīng)的配套導(dǎo)向套。這是因為導(dǎo)向套的內(nèi)徑尺寸對設(shè)備的同心度有著較為大的影響。若導(dǎo)向套內(nèi)徑中有著較大的間隙，則會降低檢測的靈敏度，甚至是造成漏檢或是誤報的情況出現(xiàn);若導(dǎo)向套內(nèi)徑中的間隙過小則會導(dǎo)致管材通過不夠順暢，容易造成表面擦傷的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，在對大量的實驗研究結(jié)果分析，導(dǎo)向內(nèi)徑超過導(dǎo)向外徑0.3mm的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工，可以取得最佳的檢測效果^[3]。

不僅如此，在對電壓、電網(wǎng)以及空間電磁干擾的抑制過程中，可以在儀器和電源之間接入精度較高的凈化器。在過往檢測的過程中，檢測探頭常采用金屬屏蔽等相關(guān)技術(shù)，并對探頭架和探頭外殼進(jìn)行接地處理。只有這樣才可以確保在操作過程中避免電路安全事故的出現(xiàn)，從根本性提高了整個操作流程的安全性。

4.對應(yīng)用效果的討論和分析

在對核用鋯合金渦流檢測技術(shù)的實驗研究中，通過其技術(shù)的使用，在穿過式的技術(shù)應(yīng)用中，可以對管材中的劃傷和空點缺陷等進(jìn)行針對性的檢驗，并可以對管材進(jìn)行連續(xù)性的圓周檢測^[4]。通過此技術(shù)的檢驗，可以大幅度提高核用鋯合金管材的質(zhì)量水平。不僅如此，渦流檢測技術(shù)有著較為顯著的技術(shù)特點，但對于管材中所存在的縱向長條的裂紋，則容易造成一定程度的漏檢。因此，在缺陷出現(xiàn)的過程中，可以通過在渦流檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上增加超聲波檢測技術(shù)，對缺陷位置進(jìn)行彌補(bǔ)^[5]。下圖為核用鋯合金表面出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象的管材，在渦流檢測過程中的具體波形展示：

圖2 具有粘結(jié)管材渦流檢測波形圖

5.結(jié) 語

綜上所述，通過渦流檢測技術(shù)的應(yīng)用，在科學(xué)和合理的加檢測參數(shù)設(shè)置下，可以實現(xiàn)對核用鋯合金用材進(jìn)行的高效自動化檢測，提升工藝技術(shù)的同時，確保了鋯合金產(chǎn)品用材的使用質(zhì)量。不僅如此，在鋯合金管材實際生產(chǎn)的過程中，通過渦流檢測技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高對產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)督。盡管此技術(shù)仍存在著一定的局限性，但在超聲波檢測技術(shù)的融合下，可以有效彌補(bǔ)此技術(shù)中存在的不足，值得未來行業(yè)對其進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李恒羽，袁改煥，王德華.核用鋯合金管材的超聲波檢測[J].無損檢測，2008（04）：255-257.

[2]李恒羽，王德華，陳莉.核用鋯合金管材的渦流檢測技術(shù)[J].無損探傷，2007（01）：20-22.

[3]王德華，袁改煥，李恒羽.核用鋯合金管材爆破試驗工藝的改進(jìn)[J].稀有金屬快報，2006（10）：36-38.

[4]馬余選，余興旭.核用鋯合金管材外表面拋光裝備的研制[J].稀有金屬材料與工程，2000（01）：69-72.

[5]李紅英，李佩志.核反應(yīng)堆燃料元件用鋯合金管材的生產(chǎn)及檢測[J].稀有金屬快報，1999（04）：25-26.

作者簡介：

周堯，男，1984.03.07，河南鞏義，本科，研究方向：鋯及鋯合金材料方面和質(zhì)量無損檢測方面。

（作者單位：國核寶鈦鋯業(yè)股份公司）