Page 54 - 无损检测2022年第一期
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试验研究




   DOI : 10.11973 / ws j c202201005


        17-4PH            不锈钢热老化脆化的非线性超声

                                          检测评估




                                 杨广宇, 史芳杰, 李乾武, 黄   飞, 刘亚飞

                                 ( 苏州热工研究院有限公司, 苏州 215004 )

           摘   要:研究了 400 ℃ 下, 不同时效核电厂主蒸汽隔离阀备件阀杆的非线性超声和力学性能

       的变化规律。试验结果表明, 在时效过程中, 17-4PH 不锈钢的冲击功降低, 而布氏硬度、 抗拉强度
       和屈服强度提高; 硬度、 拉伸性能与非线性超声表现出明显的关联性; 非线性超声对时效过程中
       17-4PH 不锈钢的显微组织变化敏感, 可用来对 17-4PH 不锈钢进行无损评估表征。
           关键词: 17-4PH ; 非线性超声; 谐波; 热老化


          中图分类号: TG142 ; TG115.28    文献标志码: A    文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 01-0020-04

    Evaluationofnonlinearultrasonictestin g forthermala g in g embrittlementof17-4PHstainlesssteel


                          YANGGuan gy u , SHIFan gj ie , LIQ ianwu , HUANGFei , LIUYafei

                         ( SuzhouNuclearPowerResearchInstitute , Suzhou215004 , China )

           Abstract : Thechan g eofnonlinearultrasonicandmechanical p ro p ertiesofthemainsteamisolationvalvestemin

       anuclear p ower p lantat400 ℃fordifferenta g in g timewasstudied.Theresultsshowthatwiththethermala g in g

       timeincreasin g , theim p actener gyof17-4PHstainlesssteeldecreases , whiletheBrinellhardness , tensilestren g th

       andy ield stren g thincrease. Hardness , tensile p ro p erties and nonlinear ultrasonicshow a clearcorrelation.

       Ultrasonicnonlinear p arameterissensitivetothemicrostructurechan g esof17-4PHstainlesssteeldurin g thea g in g

       p rocess , whichcanbeusedfornondestructiveevaluationandcharacterizationof17-4PHstainlesssteel.

           Ke ywords : 17-4PH ; nonlinearultrasonic ; harmonicwave ; thermala g in g
     17-4PH 不 锈 钢 是 一 种 沉 淀 硬 化 马 氏 体 不 锈            化  [ 3 ] , 而非线性超声技术可通过对材料性能变化的
   钢, 是制造压水堆主反应堆冷却剂系统的结构材料,                          响应来评估 17-4PH 的热脆性          [ 4 ] 。非线性超声检测
   广泛应用于核电站的阀杆等部件。 17-4PH 不锈钢                        是根据超声波的非线性效应( 包括谐振频率的变化、
   在核电厂运行温度下( 约 300 ℃ ) 长期服役, 会发生                    二次谐波及高次谐波的产生等) 发展而来的检测方

   热老化脆化, 其内部微观结构变化可引起力学性能                           法, 其主要通过分析频域信号特征来评估缺陷损伤,
   下降  [ 1-2 ] , 对核安全造成潜在影响。对阀杆进行在线                  较好地克服了传统线性超声检测方法的不足                     [ 5 ] 。笔
   无损检测可以提升工业设备的运行安全水平, 减少                           者以 17-4PH 不锈钢为研究对象, 以某核电厂主蒸

   灾难性事故的发生。传统的无损检测方法受检测技                            汽隔离阀备件为试验对象, 研究了其在 400 ℃ 下时
   术原理的限制, 对于损伤早期阶段形成的微尺寸缺                           效处理后的非线性系数变化, 讨论了非线性系数与
   陷并不敏 感, 无 法 表 征 材 料 或 构 件 早 期 性 能 的 退             力学性能的关系。为 17-4PH 不锈钢热老化脆化的
                                                     非线性超声检测提供了理论依据。

                                                     1  试验方案
      收稿日期: 2021-06-22
      基金项目: 国家重点研发计划项目( 2020YFB1901500 )
      作者简介: 杨广宇( 1991- ), 男, 硕士, 工程师, 主要从事核电厂        1.1  试验材料
   内材料或构件的性能和寿命检测评估工作                                  主蒸汽隔离阀阀杆备件外观如见图1所示, 其制
                                                     造规范参照 ASTM A564-2007 《 热轧和冷精轧时效



      通信作者: 杨广宇, p 196524@c g n p c.com.cn
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          2022 年 第 44 卷 第 1 期

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