Page 69 - 无损检测2024年第四期
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试验研究
DOI : 10.11973 / ws j c202404007
核电混凝土相控阵超声检测的数值模拟分析
程宝谊 , 刘卫东 , 王东辉 , 钟志民 , 邓 伟 1
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( 1. 上海理工大学 环境与建筑学院, 上海 200093 ;
2. 国核电站运行服务技术有限公司, 上海 200233 )
摘 要:基于核电混凝土预设缺陷的相控阵超声检测试验, 采用 COMSOL 软件进行模拟分析和
模型的可靠性验证。采用验证后的模拟方法来研究不同相控阵阵列偏转角度和聚焦距离对超声检测
的影响。结果表明, 相控阵超声检测是一种有效的无损检测方法, COMSOL 多物理场模拟软件能够
正确模拟声束在缺陷混凝土中的传播规律; 相控阵阵列采用不同的声束偏转角度和聚焦距离对检测
结果有一定影响。该结论为混凝土检测用相控阵超声探头的工程设计提供了一定参考。
关键词:核电混凝土; 相控阵超声; 缺陷识别; 数值模拟
中图分类号: TU528 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2024 ) 04-0035-07
Numericalsimulationanal y sisof p hasedarra yultrasonicdetectionofnuclear p owerconcrete
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CHENGBao y i , LIU Weidon g 1 , WANGDon g hui , ZHONGZhimin , DENG Wei 1
( 1.SchoolofEnvironmentandArchitecture , Universit y ofShan g haiforSciencean dTechnolo gy , Shan g hai200093 , China ;
2.ChinaNuclearPowerPlantO p erationServiceTechnolo gyCo. , Ltd. , Shan g hai200233 , China )
Abstract : Basedontheex p erimentsofthep hasedarra yultrasonictestin gofp resetdefectsofnuclearp ower
concrete , thesimulationanal y sisofp hasedarra y measurementandthereliabilit yverificationofthe modelwere
verifiedb yCOMSOL.Furthermore , theverifiedsimu lation method wasusedtostud ytheinfluenceofdifferent
deflectionan g lesandfocusin gdistancesofp hasedarra yarra y sonultrasonicdetection , whichp rovidedareference
fortheen g ineerin gdesi g nofultrasonic p hasedarra yp robes.Theresultsshowedthat p hasedarra yultrasonictestin g
wasaneffectivenondestructivetestin gmethod.COMSOL multi p h y sicssimulationsoftwarecancorrectl ysimul ate
thep ro p a g ationofsoundbeamsindefectiveconcrete ; Thep hasedarra yuseddifferentbeamdeflectionan g lesand
focusin gdistances , whichhaveanim p actonthedetectionresults.Thisconclusionp rovidedreferenceforthe
en g ineerin gdesi g nof p hasedarra yultrasonicp robesforconcretetestin g .
Ke ywords : nuclear p owerconcrete ; p hasedarra yultrasonic ; defectidentification ; numericalsimulat ion
核电混凝土, 也被称为重晶石混凝土, 广泛应用 凝土的无损检测问题, 以确保类似事件不再发生。
于医院直线加速器、 核电站废物处理厂房以及其他 混凝土结构无损检测技术是指在不破坏混凝土
防护工程中。重晶石混凝土是指骨料以重晶 石为 结构和外部形态的情况下测定混凝土某些物理量的
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主, 表观密度不小于 2800k g m -3 , 用于屏蔽各种 检测技术。混凝土无损检测方法主要有回弹法、 雷
辐射的混凝土 [ 1 ] 。福岛核事故的影响深远, 考虑到 达法、 冲击回波法及超声波法等。超声波法具有穿
核泄漏可能带来的危害, 迫切需要深入研究核电混 透能力强、 检测设备简单、 操作方便、 检测成本低廉
等优点, 因此在工程上已得到较为广泛的应用 [ 2 ] 。
近年来, 声波层析成像技术在混凝土无损检测中的
收稿日期: 2023-11-20
基金项目: 国家重大专项( 2018ZX06002008 )
研究亦不断深入。其中, 相控阵超声检测法具有可
作者简介: 程宝谊( 1999- ), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为超
实现单面区域连续扫描、 可干耦合检测、 可一定程度
声检测
通信作者: 刘卫东, 教授, 硕士生导师, 主要研究方向为结构检测 上克服混凝土结构中钢筋的影响等优点, 其合成孔
径聚焦成像数据处理技术可较准确地定位缺陷位置
鉴定与加固, wdliu2010@126.com
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2024 年 第 46 卷 第 4 期
无损检测
