核电站主给水系统管道对接焊缝的超声波衍射时差法检测工艺

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(1.森松(江苏)重工有限公司 上海分公司，上海 201323；2.中广核工程有限公司，深圳 518124; 3.中国特种设备检测研究院，北京 100029；4.国家市场监督管理总局无损检测与评价重点实验室，北京 100029)

在核电安装工程中，目前核电主给水系统(ARE)管道对接焊缝的检测主要采用射线检测方法，但射线检测效率低，所以有必要引进新的检测技术来提高检测效率，以更好地服务于核电领域。超声波衍射时差法(以下简称TOFD)的缺陷检出率高，且可对缺陷高度进行精确测量，对焊缝质量的提高有良好的促进作用。近年来,TOFD技术已经在火力发电厂、石油化工等领域广泛应用。

笔者对材料为P265GH钢，规格为457 mm×29 mm(外径×壁厚)的ARE管道对接焊缝进行TOFD检测工艺研究，仿真[1]分析了TOFD检测工艺，采用缺陷响应[2]分析进行工艺优化，将优化后的检测工艺和标准工艺在模拟试块上进行验证，并与射线检测结果进行对比分析，验证了TOFD检测工艺的可行性。

1 TOFD检测工艺仿真分析

1.1 TOFD声场仿真分析

在CIVA软件中，φ457 mm×29 mm管道的实际焊缝工艺参数为：坡口角度为30°，间隙为2 mm，钝边为1 mm。对其进行建模，模型如图1所示。

图1 φ 457 mm×29 mm管道模型

对TOFD检测的关键工艺参数,如探头频率、晶片尺寸、楔块角度以及声束交点深度等进行仿真分析，得到检测工艺参数(见表1),表1中PCS为探头中心间距，T为工件厚度，表1中序号3为标准NB/T 47013.10-2015 《承压设备无损检测 第10部分：衍射时差法超声检测》 推荐的检测工艺参数，TOFD声场分布及探头中心能量对比如图2所示。

表1 TOFD检测工艺参数及标准NB/T

由表1与图2(a),2(b)可知：蓝色线条框内为-12 dB声束范围，在-12 dB声束范围内声束能有效覆盖检测区域；……