CN111351835A - 一种换热管接近距离涡流测量方法 - Google Patents

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陈胜宇
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Abstract

本发明涉及核电厂蒸汽发生器换热管无损检测技术领域，具体公开了一种换热管接近距离涡流测量方法。一种换热管接近距离涡流测量方法，该方法具体包括如下步骤：步骤1、进行换热管接近距离涡流测量标定；步骤2、测量标定管相邻管不同间距幅值；步骤3、求解拟合接近管距离与幅值的对应关系的函数；步骤4、根据蒸汽发生器换热管检查中接近管所测量的信号电压幅值，利用步骤3获得的幅值距离拟合函数，获得相邻换热管的间距。本发明所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，能够获得不同换热管的接近距离拟合函数，并通过接近距离拟合函数计算出相邻换热管之间的距离，且测量快捷、准确度高。

Description

一种换热管接近距离涡流测量方法
技术领域
本发明属于核电厂蒸汽发生器换热管无损检测技术领域，具体涉及一种换热管接近距离涡流测量方法。
背景技术
核电厂蒸汽发生器在制造过程中，其内部倒置的相邻U形管由于安装误差的原因导致间隙距离超出安全距离(4～6mm)的要求，从而换热管在实际运行过程中由于内部流体的振动可能导致其两根相邻的换热管逐渐发生接近，当间隙变为零时发生接触，最终使换热管由于长时间疲劳微振磨损而产生壁厚减薄，严重时会导致换热管完全破损造成核物质外泄，从而发生不可挽回的核事故。而涡流检测技术对换热管表面及近表面的缺陷有很高的检验灵敏度，且涡流探头可以到达换热管内部任意位置，所以通过涡流检测来研究换热管的接近问题，是一个合理可行且容易实现的方法。
目前国内外核电厂蒸汽发生器已发现换热管接近的问题，但没有未寻求到一种有效的方法进行对换热管接近距离的监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热管接近距离涡流测量方法，解决现有技术无法检测相邻管间距的问题
本发明的技术方案如下：一种换热管接近距离涡流测量方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、进行换热管接近距离涡流测量标定；
步骤2、测量标定管相邻管不同间距幅值；
步骤3、求解拟合接近管距离与幅值的对应关系的函数；
步骤4、根据蒸汽发生器换热管检查中接近管所测量的信号电压幅值，利用步骤3获得的幅值距离拟合函数，获得相邻换热管的间距。
所述的步骤1中对换热管接近距离涡流测量标定具体包括：
步骤1.1、选取标定管及涡流检测频率，并采集标定管涡流信号；
步骤1.2、设置不同通道上标定管参考缺陷信号的幅值和相位。
所述的步骤2测量标定管相邻管不同间距幅值的具体步骤为：
步骤2.1、根据被检测换热管的特点，在标定管相邻管上布置支撑板和防振条；
步骤2.2、将已计量的不同厚度塞尺放置在相邻管中间，并保持相邻管的间距为塞尺厚度；
步骤2.3、利用涡流探头分别测量相邻管不同塞尺厚度间距处信号电压幅值。
所述的步骤3中获得接近管距离与幅值对应关系拟合函数具体包括：
步骤3.1、根据步骤2中获得相邻管不同间距与测量电压幅值的对应关系，以横坐标为间距x，纵坐标为测量电压幅值y绘制曲线图；
步骤3.2、利用已知间距和测量的电压幅值，获得幅值距离曲线非线性拟合函数；
根据已知间距和测量的电压幅值，利用最小二乘曲线拟合法进行幅值距离曲线非线性函数拟合。
所述的步骤1.1具体包括：
选取规格、材料、尺寸以及加工工艺与被检换热管完全一致的换热管，并根据RSEM标准设计加工标定管，并选取合适的检测频率，对标定管涡流信号进行采集。
所述的步骤1.2中不同通道上标定管参考缺陷信号的幅值和相位具体设置为：差分通道的通孔信号幅值设置为8V，相位调节为40度；绝分通道的30％深度外环槽信号幅值设置为30V，噪声调位水平。
所述的步骤2.1具体包括：
选取两根不同曲率半径的相邻U型换热管，在相邻管上按照蒸汽发生器的结构特点布置支撑板和防振条。
所述的步骤2.1及步骤2.3具体为：
步骤2.2、将已计量的不同厚度塞尺放置在相邻管中间，并保持相邻管的间距为塞尺厚度；
将相邻管之间间距x的值分别设为：0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.4mm，并保持相邻管的间距保持上上述值；
步骤2.3、利用涡流探头分别测量相邻管不同塞尺厚度间距处信号电压幅值
采用最大垂直法，利用内穿过式涡流探头分别测量相邻管发生接近位置处的信号电压幅值，其测量电压幅值y分别为y0、y0.2、y0.4、y0.6、y0.8、y1.0、y1.2、y1.4、y1.6、y1.8、y2.0、y2.2、y2.4、y2.6、y2.8、y3.0、y3.2、y3.4。
所述的步骤1.1中对标定管涡流信号进行采集所选取的检测频率为待检测换热管主检测频率的1/4。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，能够获得不同换热管的接近距离拟合函数，并通过接近距离拟合函数计算出相邻换热管之间的距离，且测量快捷、准确度高。
附图说明
图1为现有的核电厂蒸汽发生器换热管接近管示意图。
具体实施方式
一种换热管接近距离涡流测量方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、进行换热管接近距离涡流测量标定；
步骤1.1、选取标定管及涡流检测频率，并采集标定管涡流信号；
选取规格、材料、尺寸以及加工工艺与被检换热管完全一致的换热管，并根据RSEM标准设计加工标定管，并选取合适的检测频率，对标定管涡流信号进行采集，其中，所选取的主检测频率1/4为接近管检测频率；
步骤1.2、设置不同通道上标定管参考缺陷信号的幅值和相位；
差分通道的通孔信号幅值设置为8V，相位调节为40度；绝分通道的30％深度外环槽信号幅值设置为30V，噪声调位水平；
步骤2、测量标定管相邻管不同间距幅值；
步骤2.1、根据被检测换热管的特点，在标定管相邻管上布置支撑板和防振条；
选取两根不同曲率半径的相邻U型换热管，在相邻管上按照蒸汽发生器的结构特点布置支撑板和防振条；
步骤2.2、将已计量的不同厚度塞尺放置在相邻管中间，并保持相邻管的间距为塞尺厚度；
将相邻管之间间距x的值分别设为：0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.4mm，并保持相邻管的间距保持上上述值；
步骤2.3、利用涡流探头分别测量相邻管不同塞尺厚度间距处信号电压幅值
采用最大垂直法(Vmax)，利用内穿过式涡流探头分别测量相邻管发生接近位置处的信号电压幅值，其测量电压幅值y分别为y0、y0.2、y0.4、y0.6、y0.8、y1.0、y1.2、y1.4、y1.6、y1.8、y2.0、y2.2、y2.4、y2.6、y2.8、y3.0、y3.2、y3.4；
步骤3、求解拟合接近管距离与幅值的对应关系的函数；
步骤3.1、根据步骤2中获得相邻管不同间距与测量电压幅值的对应关系，以横坐标为间距x，纵坐标为测量电压幅值y绘制曲线图；
步骤3.2、利用已知间距和测量的电压幅值，获得幅值距离曲线非线性拟合函数；
根据已知间距和测量的电压幅值，利用最小二乘曲线拟合法进行幅值距离曲线非线性函数拟合；
步骤4、根据蒸汽发生器换热管检查中接近管所测量的信号电压幅值，利用步骤3获得的幅值距离拟合函数，获得相邻换热管的间距。

Claims (9)

1.一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
步骤1、进行换热管接近距离涡流测量标定；
步骤2、测量标定管相邻管不同间距幅值；
步骤3、求解拟合接近管距离与幅值的对应关系的函数；
步骤4、根据蒸汽发生器换热管检查中接近管所测量的信号电压幅值，利用步骤3获得的幅值距离拟合函数，获得相邻换热管的间距。
2.根据权利要求1所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤1中对换热管接近距离涡流测量标定具体包括：
步骤1.1、选取标定管及涡流检测频率，并采集标定管涡流信号；
步骤1.2、设置不同通道上标定管参考缺陷信号的幅值和相位。
3.根据权利要求1所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤2测量标定管相邻管不同间距幅值的具体步骤为：
步骤2.1、根据被检测换热管的特点，在标定管相邻管上布置支撑板和防振条；
步骤2.2、将已计量的不同厚度塞尺放置在相邻管中间，并保持相邻管的间距为塞尺厚度；
步骤2.3、利用涡流探头分别测量相邻管不同塞尺厚度间距处信号电压幅值。
4.根据权利要求1所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤3中获得接近管距离与幅值对应关系拟合函数具体包括：
步骤3.1、根据步骤2中获得相邻管不同间距与测量电压幅值的对应关系，以横坐标为间距x，纵坐标为测量电压幅值y绘制曲线图；
步骤3.2、利用已知间距和测量的电压幅值，获得幅值距离曲线非线性拟合函数；
根据已知间距和测量的电压幅值，利用最小二乘曲线拟合法进行幅值距离曲线非线性函数拟合。
5.根据权利要求2所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤1.1具体包括：
选取规格、材料、尺寸以及加工工艺与被检换热管完全一致的换热管，并根据RSEM标准设计加工标定管，并选取合适的检测频率，对标定管涡流信号进行采集。
6.根据权利要求2所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤1.2中不同通道上标定管参考缺陷信号的幅值和相位具体设置为：差分通道的通孔信号幅值设置为8V，相位调节为40度；绝分通道的30％深度外环槽信号幅值设置为30V，噪声调位水平。
7.根据权利要求3所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤2.1具体包括：
选取两根不同曲率半径的相邻U型换热管，在相邻管上按照蒸汽发生器的结构特点布置支撑板和防振条。
8.根据权利要求3所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤2.1及步骤2.3具体为：
步骤2.2、将已计量的不同厚度塞尺放置在相邻管中间，并保持相邻管的间距为塞尺厚度；
将相邻管之间间距x的值分别设为：0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.4mm，并保持相邻管的间距保持上上述值；
步骤2.3、利用涡流探头分别测量相邻管不同塞尺厚度间距处信号电压幅值采用最大垂直法(Vmax)，利用内穿过式涡流探头分别测量相邻管发生接近位置处的信号电压幅值，其测量电压幅值y分别为y0、y0.2、y0.4、y0.6、y0.8、y1.0、y1.2、y1.4、y1.6、y1.8、y2.0、y2.2、y2.4、y2.6、y2.8、y3.0、y3.2、y3.4。
9.根据权利要求5所述的一种换热管接近距离涡流测量方法，其特征在于：所述的步骤1.1中对标定管涡流信号进行采集所选取的检测频率为待检测换热管主检测频率的1/4。
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