Page 74 - 无损检测2022年第十期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202210009

核电站 BOSS 焊缝的相控阵超声检测

金士杰 , 李 潇 , 苏嘉凯 , 严 宇 , 张晓峰 , 杨会敏 , 林 莉 1
1
2
1
2
1
2
( 1. 大连理工大学无损检测研究所, 大连 116085 ; 2. 核工业工程研究设计有限公司, 北京 101300 )

摘 要:核电站 BOSS 焊缝( 核辅助系统小支管与主管连接的管座焊缝) 在焊接和服役时可能

会产生缺陷, 必须对其实施无损检测。与目前常用的渗透和射线检测方法相比, 相控阵超声检测
( PAUT ) 技 术 具 有 检 测 灵 敏 度 高、 缺 陷 可 定 位 等 优 势, 可 应 用 于 BOSS 焊 缝 的 缺 陷 检 测。 以
SKETCH14 规格 BOSS 焊缝为例, 对其开展相控阵超声检测。首先结合 BOSS 焊缝几何结构, 选

取适配的 PAUT 探头和楔块, 制定检测方案; 加工了处于不同深度的 8 个 2mm 横通孔和4 个高
ϕ
度为 3mm 的内壁槽, 分别模拟体积型和面积型缺陷; 最后进行了检测试验。试验结果表明, 采用

该 PAUT 检测方案, 可实现 12 个缺陷的有效检出, 且缺陷深度定量误差不超过 6.9 % 。

关键词: BOSS 焊缝; 相控阵超声检测; 定量检测

中图分类号: TB553 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 10-0040-04

Phasedarra yultrasonictestin g ofBOSSweldsinnuclear p ower p lant

,
1
1
1
JINShi j ie , LIXiao , SUJiakai , YANYu , ZHANGXiaofen g YANGHuimin , LINLi 1
2
2
2

( 1.NDT & ELaborator y , DalianUniversit yofTechnolo gy , Dalian116024 , China ;

2.NuclearIndustr yResearchandEn g ineerin gCo. , Ltd. , Bei j in g101300 , China )

Abstract : Inthep rocessofweldin g andservicefortheBOSSwelds ( Theweldsof p i p eseatconnectin g thesmall

branchp i p eandthemainp i p eofthenuclearauxiliar y s y stem ) innuclear p ower p lants , itisnecessar y todetectthe

p roduceddefectsarenecessar ytodetectb ynondestructivetestin g .Com p aredtothecommonl yusedp enetrant

testin gandradio g ra p hictestin g , p hasedarra yultrasonictestin g ( PAUT ) hastheadvanta g esofhi g hdetection

sensitivit yandlocationaccurac yandcanbea pp liedtodefectdetectionofBOSS welds.Inthisp a p er , PAUTis

p erformedontheBOSSweldsofSKETCH14s p ecification.A pp ro p riatePAUTp robesandwed g esarechosenin

combinationwiththeg eometr yofBOSSweldstodeterminethedetectionscheme.Atotalofei g ht ϕ 2 mmside-

drilledholes ( SDH ) andfourinnersurfaceslitswith3 mm hei g htweremanufacturedatthedifferentde p thsto

simulatethevolumetricandp lanardefectsandrelateddetectionex p erimentswerecarriedout.Theresultsindicated

thatthetwelvedefectscanbeeffectivel ydetectedwitha measurementerrorwithin6.9 % inde p thb yusin gthe

p ro p osedPAUTdetectionscheme.

Ke ywords : BOSSweld ; p hasedarra yultrasonictestin g ; q uantitativedetection
BOSS 焊缝是用于核电站中核辅助系统主管和 此, 选择合适的无损检测方法, 对其进行缺陷识别和
支管连接的管座焊缝, 在功能上既是承压焊缝也是 定量检测十分必要。
密封焊缝, 是核一级压力容器的边界 [ 1-2 ] , 一旦发生 目前, 一般采取渗透和射线方法检测 BOSS 焊
泄漏, 将对系统的安全稳定运行造成巨大影响。因 缝缺陷。通常对焊接过程中的根部焊道和完工焊缝
表面进行渗透检测, 但该方法只能检测表面缺陷, 无
收稿日期: 2022-01-17
法覆盖焊缝内部区域。射线检测的缺陷检出率相对
作者简介: 金士杰( 1984- ), 男, 副教授, 博士生导师, 主要研究
较高, 如孙彪等 [ 3 ] 对核电站冷凝罐中 69 个 BOSS 焊
方向为材料无损检测与评价
缝进行射线检测抽查, 发现 5 处层间未熔合、 2 处气
通信作者: 林 莉( 1970- ), 女, 教 授, 博 士 生 导 师, linli@dlut.
edu.cn 孔和 3 处根部未焊透。然而, BOSS 焊缝射线检测
0
4

2022 年 第 44 卷 第 10 期
无损检测