Page 82 - 无损检测2023年第二期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202302010

核燃料包壳管涡流检测的相位特性

王 健, 谢 梦, 刘大利, 周 军, 刘海明
( 西安西部新锆科技股份有限公司, 西安 710299 )

摘 要: 为确保核燃料包壳管涡流检测的可靠性, 利用涡流检测中的缺陷信号, 研究了频率对

检测信号幅值和相位的影响。首先根据涡流检测原理, 得出包壳管的涡流密度及其与标准渗透深
度的关系, 然后通过试验得到包壳管的相位滞后曲线。试验结果表明, 涡流检测时, 结合缺陷信号
的相位信息, 能够较为准确地评估缺陷深度。

关键词: 包壳管; 涡流密度; 相位

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 02-0048-04

Phasecharacteristicsofedd y currentins p ectionofnuclearfuelcladdin g tube

WANGJian , XIEMen g LIUDali , ZHOUJun , LIUHaimin g
,

( Xi'anWesternEner gyMaterialTechnolo g iesCo. , Ltd. , Xi'an710299 , China )

Abstract : Inordertoensurethereliabilit yoftheedd ycurrentins p ectionofnuclearfuelcladdin gtube , the

influenceoffre q uenc y ontheam p litudeandp haseoftheins p ectionsi g nalisstudiedb yusin g thedefectsi g nalin

edd y currentins p ection.Accordin g tothep rinci p leofedd ycurrentins p ection , therelationshi pbetweentheedd y

currentdensit y incladdin g tubeandthestandard p enetrationde p thwasobtained , andthe p hasela g curveofcladdin g

tubewasobtainedthrou g hthetest.Theex p erimentalresultsshowthat , thedefectde p thcanbeaccuratel y

evaluatedb y combinin g the p haseinformationofthedefectsi g nalinedd y currentins p ection.

Ke ywords : claddin g tube ; edd y currentdensit y ; p hase
涡流检测具有高速、 非接触、 实用性强等优点, 化曲线以及相位滞后曲线。受涡流趋肤效应的影
是核燃料包壳管的常用检测方法, 包壳管常见缺陷 响, 位于管材表面的小缺陷和内壁的较大缺陷可能
主要有管材加工过程造成的表面凹坑、 壁厚锯齿状 在涡流信号幅值上产生同样的变化, 因此在涡流检

波 浪、 减 薄 等 尺 寸 不 均 问 题。依 据 标 准 GB / T 测时, 必须结合缺陷信号的相位信息, 准确评估缺陷
34644 — 2017 《 锆及锆合金管材涡流检测方法》 中 A 深度, 防止出现缺陷漏检。笔者利用涡流检测中的

级质量要求, 锆合金包壳管人工缺陷为 ϕ 0.3mm 缺陷信号, 研究了频率对检测信号幅值和相位的影
的径向通孔, 通孔信号的相位设定为40° , 通过识别 响, 为缺陷深度的准确评估提供了一些参考。
缺陷信号的相位是否超前或滞后于通孔信号的相位
来判断缺陷的位置 [ 1-5 ] 。 1 涡流检测原理
文章主要研究频率对缺陷信号相位的影响, 通 管材涡流检测的原理为: 涡流在缺陷附近会发
过理论计算和试验得到锆合金包壳管的涡流密度变 生畸变, 引起检测线圈的阻抗变化, 研究被测管材的

物理性质、 几何尺寸及缺陷等因素同检测线圈参数
收稿日期: 2022-08-06
变化之间的联系, 从而实现缺陷的检出与证养判。
基金项目: 陕西省技术创新引导计划( 2022CGKC-03 ); 陕西省秦
在理论上, 一般是对处于电磁场中的管材列出电磁
创原“ 科学家+工程师” 队伍建设( 2022KXJ-145 )
作者简介: 王 健( 1986- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事核级锆 渗透方程, 然后进行求解和计算。笔者研究的是管
材的无损检测工作 材沿壁厚方向的涡流分布, 因此管材内的涡流特性
通信作者: 王 健, w j _ s p ace@163.com 参照半无限平面导体中涡流密度和相位随深度的变
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2023年 第45卷 第2期
无损检测