带不锈钢堆焊层的主管道焊缝全聚焦超声检测

赵天伟，廖静瑜，金士杰，杨会敏，康 达

(1.中国核工业二三建设有限公司，北京 101300；2.大连理工大学 无损检测研究所，大连 116085； 3.核工业工程研究设计有限公司，北京 101300)

压水堆核电站主回路管道连接主冷却剂泵、蒸汽发生器和反应堆压力容器，是核安全一级装置。其母材材料为中低合金钢，因要满足耐腐蚀性等特殊要求，母材及焊缝内表面一般堆焊一定厚度的奥氏体不锈钢保护层[1-2]。20世纪70年代，美国首次发现核压力容器内部不锈钢堆焊层下的热影响区存在再热裂纹，由此，堆焊层结构的役前与在役无损检测引起了核工业界的关注[3]。

可利用常规超声与射线检测相结合的方式对带不锈钢堆焊层的主管道焊缝进行检测，其中，射线检测对危害性极大的裂纹等面积型缺陷不敏感，且不能实现壁厚方向上缺陷的深度定量。超声检测对面积型缺陷敏感，定位与定量误差小，已被广泛应用于核电站焊缝的检测中[4-5]。堆焊层为奥氏体不锈钢，其具有粗大的晶粒和显著的弹性各向异性，使得超声波在传播过程中发生衰减和散射，导致检测波形出现草状回波且信噪比低，从而不利于缺陷的识别与定量[6-7]。目前，基于全矩阵捕捉(FMC)数据的全聚焦方法(TFM)[8]被广泛应用于超声检测中，其通过对阵列的A扫描信号进行延时叠加处理，实现了声能在待检区域的逐点聚焦[9-11]，提高了检测信噪比[12]。在此基础上，CAMACHO等[13]进一步提出了用于抑制结构噪声的相位相干成像(PCI)法，其利用阵列信号的相位相干性构建相位相干因子，并对全聚焦图像进行加权处理，进一步改善了信噪比和成像质量。……