低壓汽輪機葉輪輪緣裂紋的超聲相控陣檢測.pdf

1、隨著對電力需求的日益增加,我國開始大力發(fā)展核電產(chǎn)業(yè),現(xiàn)已成為世界上在建核電機組最多的國家。對于核電站中常見的外包菌型低壓汽輪機葉輪,由于其長時間的高速轉動,容易在輪緣位置形成應力腐蝕開裂,帶來巨大的安全隱患,因此,對這一復雜結構上初始裂紋的檢測有重要的實際意義。近年來,超聲相控陣技術由于其顯著的特點及優(yōu)勢,廣泛應用于工業(yè)領域,尤其在復雜結構試件中,是缺陷檢測的最優(yōu)方法。
　　本文采用超聲相控陣檢測系統(tǒng)對外包菌型低壓汽輪機葉輪輪緣裂

2、紋缺陷進行檢測。首先,利用無損檢測中常用的CIVA仿真平臺進行聲場仿真,完成了方案的設計,包括檢測面、探頭及楔塊型號和掃查方式及角度等參數(shù)的選擇。在此基礎上,仿真實驗的缺陷響應,證明了方案的可行性。最后,在加工的模擬試塊上進行實際檢測,達到了與仿真實驗相同的效果。
　　針對實驗結果進行詳細分析后,發(fā)現(xiàn)諸多問題有待研究,包括對葉輪輪緣上微小裂紋缺陷的定位、定向和定量等。本文針對以上問題進行了深入的探索,提出了新的方法,并在理論上和實

3、驗中得到了驗證,主要包括:
　　1)針對缺陷定位精度差的問題,提出了扇形掃查的校正成像算法。經(jīng)驗證,該算法可直觀地剔除偽缺陷,并且在缺陷定位方面,較之聲程計算法和儀器自帶的扇掃校正法準確度更高。
　　2)提出了功率譜計算和小波包分析方法對初始裂紋缺陷的方向性特征(偏轉角度)進行區(qū)分,并擬合出聲束軸線與缺陷夾角和高頻帶所占能量之間的關系曲線作為參考標準,以實現(xiàn)缺陷角度的估計。檢測結果為計算被測對象所受應力、裂紋擴展方向和工作壽

4、命提供了依據(jù),并為提高缺陷定量精度提供了可能。
　　3)根據(jù)低壓汽輪機葉輪輪緣的特殊結構與檢測要求,提出一種新的裂紋缺陷定量方法——回波衰減法,該方法避免了繁瑣的計算機數(shù)據(jù)處理,簡單、直觀,并經(jīng)實驗驗證了其可行性。
　　綜上,本文利用超聲相控陣檢測技術實現(xiàn)了外包菌型低壓汽輪機葉輪輪緣裂紋缺陷的檢測,并針對實驗中遇到的缺陷定位、定向和定量等問題提出了扇掃矯正算法、功率譜計算和小波包分析方法、回波衰減法三種方法,并逐一驗證了其可