《核電鐵磁管道磁飽和脈衝渦流定量無損評價方法研究》是依託西安交通大學，由解社娟擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：核電鐵磁管道磁飽和脈衝渦流定量無損評價方法研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：解社娟
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
核電管道局部減薄是管壁在服役過程中由於液滴沖蝕(LDI)等造成的缺陷，嚴重威脅核電管道完整性，需對其進行定量無損檢測以為電站安全評價提供缺陷參數。碳素鋼管道是核電管道的主體，由於其強磁特性導致對複雜不鏽鋼管道（多層等）有效的定量脈衝渦流無損檢測方法無法直接使用。為解決這一問題，本研究提出以磁飽和方法降低鐵磁管道磁導率，進而以脈衝渦流檢測實現複雜強磁性管道局部減薄缺陷定量無損評價的方法 - 磁飽和脈衝渦流檢測方法，並通過理論和實驗研究驗證所提方法的有效性。擬開展主要研究內容包括：（1）建立磁飽和脈衝渦流檢測信號高效數值模擬方法，探究檢測機理和最佳化探頭結構；（2）建立磁飽和脈衝渦流實驗系統，開發檢測探頭，實驗驗證所提方法對鐵磁管道局部減薄缺陷定量檢測的可行性；（3）結合高效數值模擬方法和最佳化算法，建立鐵磁性管道局部減薄缺陷的定量重構方法，實現基於檢測信號的局部缺陷定量評價。
結題摘要
本研究基本完成了對項目的預期擬開展內容。 核電管道局部減薄是管壁在服役過程中由於液滴沖蝕(LDI)等造成的缺陷，嚴重威脅核電管道完整性，需要對其進行定量無損檢測以為電站安全評價提供缺陷參數。碳素鋼管道是核電管道的主體，由於其強磁特性導致對複雜不鏽鋼管道（多層等）有效的定量脈衝渦流無損檢測方法無法直接使用。為解決這一問題，本研究提出以磁飽和方法降低鐵磁管道磁導率，進而以脈衝渦流檢測實現複雜強磁性管道局部減薄缺陷定量無損評價的方法 - 磁飽和脈衝渦流檢測方法，並通過理論和實驗研究驗證所提方法的有效性。 開展的主要研究內容包括： （1）建立了磁飽和脈衝渦流檢測信號高效數值模擬方法。 本研究基於模擬極化法開發了計算磁飽和狀態下的靜磁場分布的程式，根據被檢測材料的B-H曲線計算了被檢測體磁導率的三維分布；然後基於Ar法開發了具有三維磁導率分布的單頻渦流信號模擬方法，並結合傅立葉變換法建立了脈衝渦流信號模擬方法；在已求得被檢測體的三維磁導率分布的基礎上，開發了磁飽和脈衝渦流法對鐵磁性材料檢測的正問題信號數值模擬方法，並對結果進行了有效性驗證。 （2）建立了磁飽和脈衝渦流實驗系統。 建立了磁飽和脈衝渦流缺陷檢測實驗平台系統，包括鐵磁性管道局部減薄缺陷試件的製作、能產生強磁場的電磁鐵磁軛的設計製作、脈衝渦流探頭的設計、最佳化和製作、磁飽和脈衝渦流系統的搭建以及磁飽和脈衝渦流信號的測量。 具體包括： （a）選取核電站中冷卻管道使用的主體材料碳素鋼為原料，製作了具有不同尺寸大小的局部減薄缺陷試件；（b）製作了能產生強磁場的電磁鐵磁軛，對被檢測試件進行靜磁場下的磁飽和載入，以降低其磁導率，增強渦流的趨膚深度； （c）製作了脈衝渦流TR（Transmitter, Receiver）探頭，在磁飽和狀態下對脈衝渦流探頭進行脈衝信號激勵，測量不同缺陷大小的磁飽和脈衝渦流信號。 （3）鐵磁性管道局部減薄缺陷的定量重構方法。 開發了基於神經網路法和基於確定論的共軛梯度算法的逆問題重構算法，重構結果還有待進一步最佳化。
