Page 125 - 无损检测2021年第五期

实践经验

DOI : 10.11973 / ws j c202105018

环形核燃料元件焊缝的数字 X 射线成像检测

汤 慧, 张小刚, 俞东宝

( 中核北方核燃料元件有限公司, 包头 014035 )

摘 要:环形核燃料元件是一种两面冷却的新型、 高效和安全的燃料元件, 为确保该元件环焊
缝的焊接质量, 对其进行了数字 X 射线成像检测, 检测结果表明, 柱面环焊缝射线检测图像灵敏度
( 最小可见丝径) 达 0.20mm , 端部环焊缝射线检测图像灵敏度达 0.10mm 。通过金相试验进一步

验证了该检测方法可满足该类焊缝的质量评价要求。
关键词:环形核燃料元件; 环焊缝; 数字 X 射线成像

中图分类号: TG115.28 文献标志码: B 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 05-0083-04

Di g italX-ra y ima g in g ins p ectionofannularnuclearfuelelementweld

TANGHui , ZHANGXiao g an g YUDon g bao
,

( ChinaNorthNuclearFuelCo. , Ltd. , Baotou014035 , China )

Abstract : Annularnuclearfuelelementisanew , efficientandsafefuelelementcooledonbothsides.Inorderto

ensuretheweldin gq ualit yofthecircumferentialweldoftheelement , thedi g italX-ra y ima g in gdetectioniscarried

out.Thedetectionresultsshowthattheima g esensitivit y ( minimumvisiblewirediameter ) ofc y lindrical g irthweld

is0.20 mm , andthatofendg irth weldis0.10 mm.The metallo g ra p hictestfurtherverifiesthatthedetection

methodcanmeetthere q uirementsofthe q ualit yevaluationofthewelds.

Ke ywords : annularnuclearfuelelement ; circumferentialweld ; di g italX-ra y ima g in g
环形 核 燃 料 元 件 作 为 一 种 新 型 元 件, 可 大 幅 度、 清晰度和灰度来描述。该技术检测效率高, 可实
度提高燃料元件的传热效率, 降低燃料芯块温度, 时获得质量信息, 可通过旋转使射线束垂直于缺陷
显著提升核电系统的 安 全 性 和 经 济 性。环形核燃 ( 减少畸变影响, 提高缺陷的检测精度), 更能适应现
料元件焊缝包括端塞柱面环焊缝和端塞端部环焊缝, 代工业快速在线检测的需求。
其结构如图 1 所示。要求对其进行 100% 数字 X 射
1 检测原理
线成像检测。
射线在穿透物质的过程中会与物质发生相互作
用而强度减弱, 强度衰减遵循指数衰减规律, 衰减程
度取决于物质的线衰减系数和射线在物质中的穿透
厚度。当物体中存在缺陷, 且缺陷的衰减系数和物
体材料的衰减系数不同时, 缺陷与物体完好部位对
图 1 环形核燃料元件结构示意 射线的吸收程度不同, 到达平板探测器的射线强度
数字 X 射线成像检测技术是一种可以直接获 就不同, 经过图像处理, 就会得到黑度不同的影像,
得数字化图像的检测技术, 其成像质量主要由灵敏 通过图像即可对焊接质量进行评价。数字 X 射线

检测原理如图 2 所示。
收稿日期: 2021-03-03
试验设备为 CometHS-XY-320 型高频双焦点
作者简介: 汤 慧( 1980- ), 男, 高级工程师, 主要从事核电燃料

元件的无损检测技术开发与应用工作 X 射线机( 焦点直径分别为 1.0 , 0.4 mm )、 PE0822
型成像板和专用图像处理软件、 锆合金丝型像质计
通信作者: 汤 慧, 15384860503@189.cn
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2021 年 第 43 卷 第 5 期
无损检测