[發明專利]一種通過超聲軸向導波聲速檢測材料氫損傷的方法

有效

• 申請號: 202110332908.2
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113176332B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王強;蔣海濤;郝曉軍;陶業成;納日蘇;常青;張曰濤;代小號;許永勝
• 申請（專利權）人: 國能鍋爐壓力容器檢驗有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/24;G01N29/30
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種通過超聲軸向導波聲速檢測材料氫損傷的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：制作一組原始對比試塊；

原始對比試塊共有6塊，6塊原始對比試塊尺寸相同，編號為S0～S5；

步驟2：對原始對比試塊進行滲氫試驗；

對編號為S5號原始對比試塊進行高溫高壓滲氫試驗，直至其剛產生氫鼓泡或氫致開裂，記錄持續時間為H；

步驟3：制作軸向氫損傷對比試塊組；

在相同試驗環境下，對編號為S1～S4的四塊原始對比試塊進行滲氫試驗，其中，S1號原始對比試塊的滲氫試驗的試驗時間為0.2H，S2號原始對比試塊的滲氫試驗的試驗時間為0.4H，S3號原始對比試塊的滲氫試驗的試驗時間為0.6H，S4號原始對比試塊的滲氫試驗的試驗時間為0.8H；

將完成滲氫試驗的S1～S5總共5塊原始對比試塊定義為軸向氫損傷對比試塊組，并重新編號為SH1～SH5號軸向氫損傷對比試塊；S0號原始對比試塊為未進行滲氫試驗的原始對比試塊；

步驟4：搭設超聲軸向導波聲速檢測系統；

超聲軸向導波聲速檢測系統包括多通道超聲導波檢測儀和超聲波導波探頭，所述超聲波導波探頭包括發射導波探頭一個，接收導波探頭一個，發射導波探頭和接收導波探頭均連接到多通道超聲導波檢測儀上；

步驟5：測試軸向氫損傷對比試塊組的軸向導波聲速；

利用超聲軸向導波聲速檢測系統依次測定超聲軸向導波在SH1～SH5號軸向氫損傷對比試塊中的聲速，分別對應值為Vd1、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5；

測定超聲軸向導波在未進行滲氫試驗的S0號原始對比試塊中的聲速，對應值為Vd0；

軸向氫損傷對比試塊的軸向導波聲速的測試過程為：

將發射導波探頭設置在SH1號軸向氫損傷對比試塊的表面的一端進行信號發射，將接收導波探頭設置在SH1號軸向氫損傷對比試塊的表面的另一端進行信號接收，發射導波探頭和接收導波探頭的間距為L，啟動多通道超聲導波檢測儀，超聲導波由發射導波探頭發出，在SH1號軸向氫損傷對比試塊中軸向導波模態進行傳播，然后由接收導波探頭接收并導入多通道超聲導波檢測儀內，由多通道超聲導波檢測儀的液晶面板顯示出來；通過多通道超聲導波檢測儀測得超聲導波在SH1號軸向氫損傷對比試塊中的傳播時間為T1，則有以下關系式：

Vd1＝L/T1； (1)

式中，Vd1為SH1號軸向氫損傷對比試塊中超聲軸向導波聲速；

用同樣的方法，測量出SH2號軸向氫損傷對比試塊中超聲軸向導波聲速Vd2，測量出SH3號軸向氫損傷對比試塊中超聲軸向導波聲速Vd3，測量出SH4號軸向氫損傷對比試塊中超聲軸向導波聲速Vd4，測量出SH5號軸向氫損傷對比試塊中超聲軸向導波聲速Vd5，測量出S0號原始對比試塊中超聲軸向導波聲速Vd0；

步驟6：使用定氫儀測定SH1～SH5號軸向氫損傷對比試塊中氫的平均濃度含量，分別對應得出試塊中的平均氫濃度為a、b、c、d、e；

步驟7：繪制軸向導波聲速－平均氫濃度參考曲線；

步驟8：對在役待檢測的臨氫設備氫損傷程度進行檢測；

具體過程包括：

將發射導波探頭、接收導波探頭依次軸向布置在役待檢測的臨氫設備的壓力容器或壓力管道上，所述發射導波探頭和接收導波探頭且各相距L，啟動多通道超聲導波檢測儀，超聲導波由發射導波探頭發出，在在役待檢測的臨氫設備的壓力容器或壓力管道中軸向導波模態進行傳播，然后由接收導波探頭接收并導入多通道超聲導波檢測儀內，由多通道超聲導波檢測儀的液晶面板顯示出來；通過多通道超聲導波檢測儀測得超聲導波在在役待檢測的臨氫設備的壓力容器或壓力管道中的實際傳播時間τ，則有以下關系式：

Vds＝L/τ；

式中，Vds為在役待檢測的臨氫設備的壓力容器或壓力管道中超聲軸向導波聲速；

根據步驟7獲得的軸向導波聲速－平均氫濃度參考曲線，能得出在役待檢測的臨氫設備的壓力容器或壓力管道的實際平均氫濃度。

2.根據權利要求1所述的一種通過超聲軸向導波聲速檢測材料氫損傷的方法，其特征在于，步驟1中，原始對比試塊為未經投入使用的臨氫設備材料制作而成，其材質、厚度與在役待檢測的臨氫設備一致。

3.根據權利要求1所述的一種通過超聲軸向導波聲速檢測材料氫損傷的方法，其特征在于，步驟2中，滲氫試驗環境根據在役待檢測的臨氫設備實際工作參數選取。