[發明專利]一種基于渦流旋轉探頭信號的缺陷深度定量方法

在審

• 申請號: 201310750919.8
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104748666A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 廖述圣;韓捷;馮美名;崔洪巖;邵文斌
• 申請（專利權）人: 中核武漢核電運行技術股份有限公司;核動力運行研究所
• 主分類號: G01B7/26
• 分類號: G01B7/26
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅;李臻洋

技術領域

本發明涉及核電站運行技術領域，具體涉及一種基于渦流旋轉探頭信號的缺陷深度定量方法。

背景技術

對于核級傳熱管的檢查，如蒸汽發生器傳熱管，由于其結構特點和檢查技術條件的限制，目前主要是采用了軸繞式線圈渦流檢驗技術，由于響應信號的相位角與缺陷深度之間總是存在良好的對應關系，因此通常采用以差分通道下信號相位角來評定缺陷深度的方法。但是，如果軸繞式線圈位于幾何形狀發生較大改變的區域時，比如在脹管過渡區，存在過渡區對渦流信號的突變影響，可能檢測不到缺陷。因此在傳熱管的脹管過渡區附近使用內穿軸繞式線圈渦流檢驗技術有一定的檢測盲區，需要使用渦流旋轉探頭檢驗技術、渦流陣列探頭檢驗技術作為傳熱管缺陷檢查的補充技術手段。

渦流旋轉探頭檢驗技術一般采用尺寸很小的扁平式線圈，對小缺陷的檢出具有良好的靈敏性，在脹管區，探頭不受變徑的影響，可以檢測出脹管過渡區的缺陷。但是，由于渦流旋轉探頭上使用扁平式線圈得到的是絕對信號，而不是差分信號，因此無法采用以差分通道下信號的相位角來進行缺陷深度評定的方法；而絕對信號的噪聲及信號偏移較大，無法以相位角來進行缺陷深度的評定，因此只能對檢出的缺陷進行定性，無法對缺陷的深度進行定量。而對于渦流陣列探頭檢驗技術，它使用多個錯位排列式扁平線圈，采用多路復用電路實現線圈的電磁場旋轉，檢測可以達到渦流旋轉探頭相同的效果；但同樣的，其也只能對檢出的缺陷進行定性，無法對缺陷的深度進行定量。

因此，為了更有效和可靠地檢測出傳熱管上各部位可能出現的缺陷，并對其上缺陷的深度進行定量，將此缺陷深度作為是否堵管的重要依據，亟需研制一種新的缺陷深度定量方法以滿足傳熱管無損檢測的需要。

發明內容

本發明的要解決的技術問題是提供一種基于渦流旋轉探頭信號的用于核級傳熱管缺陷的渦流檢測深度定量方法，從而解決在傳熱管上某些特殊區域如脹管過渡區存在無法確定缺陷深度的技術困難；同時，利用此方法也可以對傳熱管全管段存在的缺陷進行深度定量。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為，一種基于渦流旋轉探頭信號的缺陷深度定量方法，包括以下步驟：

步驟一、采集標定缺陷阻抗變化矢量信號

通過設置具有已知人工模擬蒸汽發生器傳熱裂紋缺陷的標定管，采集這些標定管的標定缺陷阻抗變化矢量信號；

步驟二、缺陷信號差分處理

差分處理計算公式如下：

E_c(t)＝E_a(t)-E_a(t+t₀)

式中E_a(t)為隨時間t變化的缺陷阻抗變化矢量信號；E_a(t+t₀)為E_a(t)經過t₀時間變化后的缺陷阻抗變化矢量信號；t₀為偏移時間量；

步驟三、歸一化信號處理

將步驟二獲得的差分后的缺陷阻抗變化矢量信號的幅值設置為A，相位角設為B；其中，A=1～20V，B=20～50°；

步驟四、制作標定定量曲線

根據若干個歸一化后的不同缺陷深度差分信號的相位角與深度的對應關系，制作相位-深度關系曲線；

步驟五、采集實際信號

采集蒸汽發生器傳熱管中的旋轉探頭渦流的實際缺陷阻抗變化矢量信號；根據步驟三相同的方法進行歸一化信號處理；

步驟六、應用標定定量曲線，對實際信號進行缺陷深度定量

根據相位-深度關系曲線，得到傳熱管中的實際缺陷阻抗變化矢量信號深度

所述步驟一中，所述缺陷為不同深度的人工電火花刻槽，用以模擬實際傳熱管的裂紋缺陷。

所述步驟二中，通過調整t₀，令幅值減小不超過40%，以獲得差分優化處理后的信號E_c(t)。

本發明的有益效果：

（1）可以解決旋轉探頭不能定量的問題；

（2）通過算法變換，解決了絕對信號的漂移問題。

附圖說明

圖1為應用本發明方法與應用現有技術方法的缺陷定量對比示意圖；

圖2為應用本發明方法的解決絕對信號漂移問題的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明做進一步描述。

一種基于渦流旋轉探頭信號的缺陷深度定量方法，包括以下步驟：

步驟一、采集標定缺陷阻抗變化矢量信號