Page 35 - 无损检测2024年第十一期

远东无损检测新技术论坛论文精选
2024
2024 远东无损检测新技术论坛论文精选
DOI：10.11973/wsjc240428

聚变堆真空室 T 型焊缝相控阵超声检测技术分析

陈 韧 ，汪月琴 ，王 锐 2， 3 ，吉海标 ，李成文 2
2
1
1
（1. 安徽理工大学 力学与光电物理学院，淮南 230031；2. 中国科学院合肥物质科学研究院，合肥 230031；

3. 特种焊接安徽省重点实验室，淮南 232000）
摘 要：作为聚变堆装置中的核心部件，真空室的焊缝坡口要求全焊透，对焊接质量有着严格
要求。针对聚变堆真空室T型焊缝，使用相控阵超声检测的方式控制焊缝质量。然而焊缝粗晶的
组织特征和真空室的复杂结构给相控阵超声检测带来了挑战。针对此问题，首先通过CIVA软件对
探头焦点和焦柱尺寸进行仿真计算，并根据计算结果为检测方案设计提供参考，然后设计了使用双
面阵探头在腹板侧面激发扇形扫查，结合线阵探头在翼板外侧面激发角度垂直于熔合线的线性扫
查的检测方案，对预埋有典型焊接缺陷的模拟试块进行了检测，实现了缺陷的全检出。该检测方案
可为T型焊缝检测的实际应用提供参考。
关键词：真空室；相控阵超声；T型焊缝
中图分类号：TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2024)11-0001-04

Analysis of phased array ultrasonic inspection technology for T-welds in

vacuum chamber of fusion reactor

CHEN Ren , WANG Yueqin , WANG Rui 2，3 , JI Haibiao , LI Chengwen 2
1
1
2
（1. School of Mechanics and Optoelectronic Physics,Anhui University of Science and Technology，Huainan 230031，China;
2. Institute of Plasma Physics，HFIPS，Chinese Academy of Sciences，Hefei 230031，China; 3. Anhui Province Key
Laboratory of Special Welding Technology，Huainan 232000，China）
Abstract: As the core component of the fusion reactor device, the weld bevel of the vacuum chamber requires full
weld penetration, and the welding quality has strict requirements. In this paper, phased array ultrasonic inspection was
used to control the quality of T-shaped welds in the vacuum chamber of a fusion reactor. However, the coarse crystalline
organization of the weld and the complex structure of the vacuum chamber brought challenges to the phased array ultrasonic
inspection. In this paper, the simulation calculation of the probe focus and focal column size was performed by CIVA
software, and the results provided reference for the design of the inspection scheme, and then the full detection of defects
was achieved by using the inspection scheme of fan sweeping excited by a double-sided array probe on the side of the web,
and linear sweeping with an angle perpendicular to the fusion line excited by a line array probe on the outer side of the wing
plate to inspect the demonstration block with typical weld defects. The inspection program can provide guidance for the
inspection of T-welds in practical applications.
Key words: vacuum vessel; phased array ultrasonic; T-shaped weld

真空室是聚变堆装置的核心结构，为建立、维

[1]
收稿日期：2024-09-04 持、加热、诊断等离子体提供超高真空室环境 。作
作者简介：陈 韧（1999—），男，硕士，研究方向为奥氏体不锈钢
为聚变堆真空室的关键结构，T型焊缝连接了多个
T型焊缝的相控阵超声检测，1635844867@qq.com
承受剪切应力的构件，其在高载荷或长时间承载情
通信作者：汪月琴，女，副教授，研究方向为光电物理，yqwang1025
@126.com 况下易发生质量退化，增加事故风险，故T型焊缝的

1
2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测