Page 77 - 无损检测2023年第六期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202306009

核级高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵

超声检测

甘文军 1 , 2 , 蔡家藩 1 , 2 , 姚晓园 1 , 2

( 1. 中核武汉核电运行技术股份有限公司, 武汉 430223 ;

2. 中核核动力在役检查及评定重点实验室, 武汉 430223 )

摘 要: 针对 HDPE ( 高密度聚乙烯) 管道热熔接头超声检测声衰减大, 检测信噪比低等问题,
通过 CIVA 仿真软件中的超声模块对厚壁 HDPE 管道进行声场仿真, 研究了探头频率、 晶片尺寸
和阵元排列对管道热熔接头中声场分布的影响, 优化了检测用相控阵超声探头参数。采用优化的
探头和检测工艺在含标准反射体和典型缺陷的试件上进行声场仿真和检测试验, 结果表明, 提出的

检测工艺可全部检出 ϕ 914.4mm 管道中预设的不同深度和类型的典型缺陷, 整体检测效果较好。

关键词: HDPE 管道; 热熔接头; 超声相控阵; 检测

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 06-0043-06

Phasedarra y ultrasonicins p ectionforbuttfusion j ointofhi g hdensit yp ol y eth y lene p i p e

innuclear p ower p lant

1 , 2
1 , 2
GAN Wen j un , CAIJiafan , YAOXiao y uan 1 , 2

( 1.ChinaNuclearPowerO p erationTechnolo gyCo. , Ltd. , Wuhan430223 , China ;

2.CNNCKe yLaborator y onNuclearPowerIn-serviceIns p ectionandEvaluation , Wuhan430223 , China )

Abstract : Inviewofthecharacteristicsofhi g hacousticattenuationandlowSNRofbuttfusion j ointsinHDPE

p i p es , theultrasonicmoduleofCIVAsimulationwasusedtosimulatethesoundfieldofthick-wallHDPEp i p es.

Theinfluenceof p robefre q uenc y , elementsizeandarra y arran g ementonthesoundfielddistributioninbuttfusion

j ointswasstudied , andthep hasedarra yp robep arametersforins p ection wereo p timized.Accordin gtothe

o p timizedp robeandins p ectionp rocess , thesoundfieldsimulationandins p ectionwerecarriedoutonthetest

s p ecimencontainin g standardreflectorandt yp icaldefects.Theins p ection p rocesscoulddetectallthet yp icaldefects

ofdifferentde p thsandt yp es p resetinthe p i p esof ϕ 914.4mm.

Ke ywords : hi g hdensit yp ol y eth y lene p i p e ; buttfusion j oint ; p hasedarra y ultrasonic ; ins p ection
高密度聚乙烯( HDPE ) 管材具有刚性和韧性 和大亚湾核电站分别在厂用水系统和核3级反冲洗
高、 耐腐蚀和化学稳定性佳、 水力性能好、 使用寿命 管道中 应 用 了 HDPE 管 材 [ 1 ] 。与 燃 气、 给 排 水
长等特点, 已广泛用于市政民用工程和化工等行业, HDPE 管道相比, 核电站 HDPE 管道具有管径大、
近年来开始应用于核电领域。美国、 英国等国家的 管壁厚的特点, 增加了 HDPE 管道设计、 制造和连
核电厂将 HDPE 管材应用在部分埋地核3级管道
接的难度, 也给管道的无损检测带来了巨大挑战。
和核3级厂用水系统管道中, 国内 AP1000 核电厂
目前在役和在建核电站 HDPE 管道大多采用

热熔连 接, 熔 接 质 量 控 制 主 要 依 据 标 准 ASME
收稿日期: 2022-11-23 BPVCV — 2017 《 锅炉与压力容器规范 第 V 卷 无

作者简介: 甘文军( 1986- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事超
损检测》进行目视检测和超声检测, 其中体积检测

声无损检测技术的开发工作
主要采用 ASME 标准推荐的两种方法: 相控阵超声
通信作者: 甘文军, g anw j @cn p o.com
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2023年 第45卷 第6期
无损检测