基本介紹
- 中文名：高速探頭技術
- 外文名：High-speed probe technology
- 套用：檢測和定位體積性缺陷
- 適用：直管段的軸向裂紋
- 不適用：管板上部(TTS)和彎管過渡區
- 包括：高速、旋轉、陣列等
探頭技術,高速探頭,+Point探頭,陣列探頭,
探頭技術
在20世紀，探頭被廣泛地套用於SG和換熱器傳熱管的常規檢測，性能可靠，可以準確檢測和定位體積性缺陷，如磨損、點蝕等，檢測速度可達到1000mm/s。
高速探頭
高速探頭對在直管段的軸向裂紋是很敏感的，但在管板上部(TTS)和彎管過渡區，由於管壁幾何變形引起的大幹擾信號會顯著減少探頭的檢出能力。特別是20世紀80年代，傳熱管上出現的大量晶間裂紋(IGA)、內外壁軸向或周向應力腐蝕裂紋(SCC)後，高速的檢測能力已經不能滿足電站安全性要求，其中一個主要的局限性是對圓周方向裂紋的檢出率遠遠低於軸向的，因為在傳熱管壁上產生的感應電流的流動方向平行於線圈纏繞方向，周向裂紋的出現不會對感應電流造成實質的影響，除非金屬流失量達到一定程度。
為了能夠有效地檢出SCC這類金屬流失量小的缺陷，旋轉探頭(MRPC)及+Point探頭技術先後得以發展。這些表面探頭與馬達單元相連，可以在傳熱管內以螺旋式運動，克服了高速探頭的局限性，能夠檢測軸向和周向裂紋，也能提供缺陷形態方面的信息。周向裂紋對渦流信號的干擾因素賦予了旋轉探頭檢測周向裂紋的能力。
+Point探頭
+Point探頭由2個正交的線圈組成，採用差動模式連線，能夠同時檢測到材料變化和幾何變形如提離的影響，可以檢測軸向和周向的缺陷並能對二者加以區分。有些旋轉探頭端部還可以由2種類型的探頭進行組合，提高缺陷檢出率。然而旋轉探頭最大的不足在於檢測速度慢，開始時速度大約只有高速探頭的1/120，隨著高速探頭以及高扭矩馬達的發展，但兩者間的差距還是相差80倍。同樣，這些探頭通常需要採用彈簧進行壓緊，保證其貼近傳熱管表面，以減少提離效應，因為提離可能會導致探頭檢測能力下降。而且傳熱管內部出現的磁性沉積物在很大程度上會減少探頭的壽命，馬達直徑過小也會導致探頭更加脆弱。由於上述原因，在過去的10年裡採用+Point探頭檢測大量傳熱管上出現的SCC時，特別是TTS區域，檢測所需的時間與成本顯著增加。
陣列探頭
20世紀90年代末，具有發射/接收(T/R)功能的陣列探頭技術被開發出來。與傳統的阻抗探頭技術相比，T/R技術具有更加優越的性能。在容易產生提離現象的傳熱管幾何變形區域如彎管區或管板過渡段，它們能將信噪比提高5～10倍。由於採用陣列排布，探頭不需要採用可運動的部件，因而增加了探頭的穩定性。而T/R探頭具有指向性，為了保證T/R線圈組對缺陷的敏感性，探頭設計可以進行最佳化，使其對不同的裂紋方向都有最大的回響。目前，2種常見的陣列探頭是X-probe和Intelligent探頭。
X-probe是一種快速且一次通過就能完成傳熱管檢測的T/R陣列探頭，在探頭頂部的組合線圈能夠實現周向和軸向同時檢測。每排的線圈數量取決於傳熱管的直徑，可以在8～19個之間變化。只要對傳熱管進行單次掃查，探頭內部的電子電路就能保證線圈組對軸向、周向和體積性缺陷進行區分，顯示出與旋轉探頭具有同等的檢測能力。即使是進行全管檢查，探頭的掃查速度也可達1000mm/s，能夠順利通過彎管區。如果將高速探頭整合到陣列探頭上，那么檢測時間就能進一步縮短，並且消除了使用不同類型探頭復檢的需要
從2002年開始，Intelligent探頭就在美國和中國台灣省開始現場試驗。2003年在美國的電站執行了實際檢測工作，並於2005年完成EPRI附錄H的認證工作。與高速和MRPC探頭相比，無論是檢測速度還是發現的缺陷深度，其優勢都十分明顯。Intelligent探頭結合了高速和陣列線圈技術，能夠一次性檢測出所有類型的缺陷。採用與傳熱管非接觸設計使探頭更加耐用、性能穩定且可進行快速推拔。這類探頭設計時採用了傾斜式驅動線圈排列和具有高速探頭能力的薄膜拾取線圈，對所有缺陷類型都相當敏感，並提供缺陷的特徵信息。每個探頭都有內置的前置放大器電路，可禁止電磁干擾並提高信噪比，有利於微小缺陷信號的檢測和識別。
探頭技術和ET儀器的發展總是相輔相成、一同進步的。儀器技術上採用多頻率輸入、多通道數、高採集速度、同步觸發、時間間隔多路復用技術以及更大的頻寬，使得目前的探頭技術越來越先進。但探頭在耐輻照性能、抗電磁干擾、區分不同的缺陷類型以及耐磨性等方面還需進一步發展。
