Page 71 - 无损检测2024年第四期

程宝谊,等:
核电混凝土相控阵超声检测的数值模拟分析

表 1 核电混凝土配合比 ( k g m )
·
-3
项目 水 水泥 重晶石 重晶砂
含量 220.94 496.5 1270.71 744.76

位于试件左侧, 距混凝土结构前侧面, 左侧面分别为
200mm 和 100mm ; 缺陷 2 位于试件右侧, 距混凝

土结构前侧面, 右侧面各为 100mm 。

试 验 所 用 相 控 阵 超 声 成 像 检 测 仪 为 A1020
MIRALite型混凝土超声断层扫描仪, 其实物如图

5 所示。该 仪 器 利 用 低 频 超 声 断 层 成 像 系 统 进 行
2D 和 3D 的可视化及混凝土结构的质量评估。其
传感器系统包含一个矩阵天线, 该天线由 32 个低频

宽带横波干点接 触 换 能 器 组 成, 阵 元 分 布 为 4×8

( 宽 × 长)。换能器标准频率为 50kHz , 阵列工作面
图2 相控阵超声聚焦原理示意
长 220mm , 宽 110mm , 高 90mm 。每个阵元换能
土试件实物如图3所示, 缺陷位置如图4所示。试验
器具有陶瓷耐磨头, 可在粗糙的混凝土表面进行无

选用的核电混凝土的密度约为 2800k g m , 杨氏
·
-3
耦合剂检测。

模量为3.06×104MPa , 泊松比为 0.2 , 其配合比如表

1所示。在试 件 中 设 置 两 个 直 径 为 20mm 的 空 心
PVC 管作为厚度方向的贯穿型圆柱体缺陷。 缺陷 1

图 5 相控阵超声检测仪实物

核电混凝土脱模并经历标准养护后, 将侧面( 除
绑扎钢筋网) 部分分成 2 个区域, 试件测区布置示意
如图 6 所示。设置仪器长度方向与试件侧面的长度
方向一致, 用相控阵超声断层扫描仪对此两个区域
分别进行测量。
图 3 被测核电混凝土试件实物

图 6 试件测区布置示意

3 试验结果与分析

图 4 核电混凝土试件缺陷位置示意 核电混凝土试件缺陷位置处相控阵超声成像结

7
3
2024 年 第 46 卷 第 4 期
无损检测