CN113702403A - 核电站boss头焊缝检测方法、设备及介质 - Google Patents

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Shenzhen China Guangdong Nuclear Engineering Design Co Ltd
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Abstract

本发明涉及核电站维修优化技术领域，具体涉及一种核电站BOSS头焊缝检测方法、设备及介质，所述方法包括：获取核电站BOSS头的射线检测结果，射线检测结果是在核电站BOSS头的0度位置和180度位置分别对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测所得到的；在射线检测结果为存在预设焊缝缺陷时，对核电站BOSS头进行相控阵超声无损检测获取焊缝缺陷信息；在根据管道运行数据和焊缝缺陷信息确定的焊缝力学评估结果为性能不合格时，根据堆焊修复参数对核电站BOSS头执行预设堆焊操作。本发明通过射线探伤无损检测和相控阵超声无损检测结合对预设焊缝缺陷进行检测，提升了缺陷检测的全面性和检测效率，避免了核电站BOSS头的预设焊缝区域发生失效泄漏，保障了核电站安全。

Description

核电站BOSS头焊缝检测方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及核电站维修优化技术领域，具体涉及一种核电站BOSS头焊缝检测方法、设备及介质。
背景技术
核电厂主回路和二三级部件管道系统中均会使用大量的BOSS头(核电站特殊接管座)结构，其尺寸范围变化大，结构复杂，且BOSS头的母管与支管之间的焊缝承受着与主管相同的温度和压力，在制造和运行过程中易出现缺陷。而预设焊缝区域的失效泄漏，将会严重影响核电站的安全运行，特别是一回路系统管路中还包含着放射性介质，其中的放射性介质泄漏后的维修难度很大，玷污风险高，将严重影响机组大修整体工期。因此，如何对预设焊缝区域进行安全有效的缺陷检测和修复，进而确保BOSS头的焊缝不会由于缺陷存在而发生失效泄漏等安全问题，是当前亟需解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种核电站BOSS头焊缝检测方法、设备及介质，可以对核电站BOSS头的预设焊缝区域进行及时缺陷检测和修复，避免核电站BOSS 头的预设焊缝区域发生失效泄漏。
本发明提供一种核电站BOSS头焊缝检测方法，包括：
接收核电站BOSS头检测指令之后，获取所述核电站BOSS头的射线检测结果，所述射线检测结果是在核电站BOSS头的0度位置和180度位置分别对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测所得到的；所述核电站BOSS头包括母管以及呈预设角度连通在所述母管上的支管，所述预设焊缝区域连接在所述母管和所述支管之间；
在所述射线检测结果为存在预设焊缝缺陷时，对所述核电站BOSS头进行相控阵超声无损检测，获取焊缝缺陷信息；
获取所述预设焊缝区域所对应的管道运行数据，根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果；
在所述焊缝力学评估结果为性能不合格时，根据所述焊缝力学评估结果确定堆焊修复参数；
根据所述堆焊修复参数对所述核电站BOSS头执行预设堆焊操作。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述核电站BOSS头焊缝检测方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现上述核电站BOSS头焊缝检测方法。
本发明提供的核电站BOSS头焊缝检测方法、设备及介质，接收核电站BOSS 头检测指令之后，获取所述核电站BOSS头的射线检测结果，所述射线检测结果是在核电站BOSS头的0度位置和180度位置分别对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测所得到的；所述核电站BOSS头包括母管以及呈预设角度连通在所述母管上的支管，所述预设焊缝区域连接在所述母管和所述支管之间；所述0 度位置与所述180度位置与所述母管的轴线相对设置；在所述射线检测结果为存在预设焊缝缺陷时，对所述核电站BOSS头进行相控阵超声无损检测，获取焊缝缺陷信息；获取所述预设焊缝区域所对应的管道运行数据，根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果；在所述焊缝力学评估结果为性能不合格时，根据所述焊缝力学评估结果确定堆焊修复参数；根据所述堆焊修复参数对所述核电站BOSS头执行预设堆焊操作。
本发明中的核电站BOSS头焊缝检测方法，在通过射线探伤无损检测(RT) 初步确定预设焊缝区域存在预设焊缝缺陷之后，通过相控阵超声无损检测 (PAUT)进一步获取该预设焊缝缺陷对应的焊缝缺陷信息，之后先根据该焊缝缺陷信息和预设焊缝区域的管道运行数据评估核电站BOSS头的焊缝力学评估结果，进而确定该焊缝力学评估结果是否性能合格，也即，在焊缝力学评估结果为性能合格时，说明核电站BOSS头的预设焊缝区域尽管当前存在预设焊缝缺陷，但其结构强度依旧满足核电站机组的运行要求，因此不会造成失效泄漏等风险，而在焊缝力学评估结果为性能不合格时，即会对核电站BOSS头的运行造成失效泄漏等风险，此时本发明将对预设焊缝区域进行预设堆焊操作，以对核电站BOSS头的预设焊缝区域进行及时修复，避免核电站BOSS头的预设焊缝区域发生失效泄漏，保障了核电站安全；同时，本发明通过射线探伤无损检测(RT)和相控阵超声无损检测(PAUT)结合对预设焊缝缺陷进行检测(仅通过射线探伤无损检测进行初步检测，减少了检测时长和核电站辐射；由于相控阵超声无损检测可以检测到射线探伤无损检测所无法确定的缺陷深度等信息，因此，通过相控阵超声无损检测进行进一步检测，可以提升焊缝缺陷的全面检测精度和效率)，提升了缺陷检测的全面性和检测效率，也减少了被辐照的可能性，提升了人员安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中核电站BOSS头焊缝检测方法的流程图；
图2是本发明一实施例中通过核电站BOSS头焊缝检测方法对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测的剖视示意图；
图3是一实施例中通过核电站BOSS头焊缝检测方法对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测时的俯视图；
图4是本发明一实施例中计算机设备的示意图。
说明书中的附图标记如下：
11、母管；12、支管；13、放射源；14、胶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一实施例中，如图1所示，提供一种核电站BOSS头焊缝检测方法，包括以下步骤S10-S50：
S10，接收核电站BOSS头检测指令之后，获取所述核电站BOSS头的射线检测结果，所述射线检测结果是在核电站BOSS头的0度位置和180度位置分别对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测所得到的；所述核电站BOSS头包括母管11以及呈预设角度(所述预设角度是指在母管11的中心轴和支管12的中心轴构建的平面上，母管11的中心轴和支管12的中心轴之间的夹角，且预设角度为90度或者小于90度)连通在所述母管11上的支管12，所述预设焊缝区域连接在所述母管11和所述支管12之间。本发明中的核电站BOSS头为补强过渡设计，支管12与母管11之间的焊接形式为安放式焊接，且支管12与母管 11之间的预设焊缝区域为全焊透角焊缝。
其中，如图2和图3所示，所述0度位置与180度位置相对设置，且0度位置与180度位置之间的连线与母线的轴线垂直，如此，通过在核电站BOSS 头的0度位置和180度位置(在0度位置和180度位置分别设置胶片14，将焊缝缺陷显示在胶片14上)分别对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测，即可得到初步的射线检测结果，初步检测结果可以检测预设焊缝区域中的表面开口裂纹等预设焊缝缺陷，但是无法预设焊缝区域中的内部缺陷，也无法确定预设焊缝缺陷的深度等。
进一步地，所述步骤S10中，获取所述核电站BOSS头的射线检测结果之后，还包括：在所述射线检测结果为不存在预设焊缝缺陷时，向预设接收方发送检测正常信息，所述检测正常信息用于表征所述核电站BOSS头的焊缝区域当前不存在预设焊缝缺陷。也即，在所述射线检测结果为不存在预设焊缝缺陷时，说明该核电站BOSS头的预设焊缝区域并未出现表面开口裂纹等预设焊缝缺陷，此时仅需要继续对其进行日常检修即可，无需进入步骤S20中进行进一步的检测，提升了检测效率。
在一具体的实施例中，出现以下情况中的任意一种，即视为存在预设焊缝缺陷：
a)任何形式的裂纹、未熔合、未焊透，咬边。
b)任何大于6mm或e/3两值中较小者的气孔。其中，e是指壁厚。
c)在12e或150mm两值中较小长度内，任一组合直径大于e的条状气孔(或密集气孔)如果两气孔间的距离小于其中较小气孔直径的6倍，则将其示为同一条状(或同一密集)气孔。
d)任何夹渣长度(L)大于下表1给出的单个夹渣。
表1夹渣长度与壁厚对照表
Figure RE-RE-GDA0003322941450000061
e)在长度为12e的焊缝上，成群夹渣的总长度超过2e。如果两个夹渣之间的距离小于其中较长者长度的6倍，则该两个夹渣被视为同一个夹渣。
S20，在所述射线检测结果为存在预设焊缝缺陷时，对所述核电站BOSS头进行相控阵超声无损检测，获取焊缝缺陷信息；在所述射线检测结果为存在预设焊缝缺陷时，说明该核电站BOSS头的预设焊缝区域已经出现表面开口裂纹等预设焊缝缺陷，此时将需要考虑是否对其进行修复。在一些实施例中，在检测到所述射线检测结果为存在预设焊缝缺陷时，可以直接采用挖补回焊或更换等方式对预设焊缝缺陷进行修复处理。但可理解地，在核电站部分系统中，比如PTR(反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统)系统或者RRI(设备冷却水系统)系统，在核电站BOSS头的预设焊缝区域中检测到预设焊缝缺陷之后，如果直接采用挖补回焊或更换等方式进行修复处理，需对系统进行临时停运和部分隔离处理，如此将会导致核电站的相应冷却功能等丧失，乏燃料水池温度上升，而在核电站中，为了保障核电站安全，在乏燃料水池温度超过运行限值前，必须需恢复充水，由于该充排水时间间隔(也即可以用于进行修复的修复时间) 短，无法完成挖补回焊或更换操作。因此，本发明中，需要采用堆焊修复进行修复处理，但在进行堆焊修复之前，还需要首先进行力学性能评估得到焊缝力学评估结果(由于进行力学性能评估的过程中必须使用到焊缝缺陷数据，其中包含焊缝深度等数据，而射线探伤无损检测得到的射线检测结果中无法确定预设焊缝缺陷的深度等，因此，在本发明的步骤S20中，必须首先使用通过相控阵超声无损检测进行进一步检测，以得到需要在力学性能评估过程中所需要使用的焊缝缺陷数据)，从而确定该焊缝力学评估结果是否性能合格，进而确定是否需要进行堆焊修复处理。
S30，获取所述预设焊缝区域所对应的管道运行数据，根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果；也即，在该步骤中，管道运行数据包括但不限定于为主管道参数、材料参数、运行采集数据等。管道运行数据在所述核电站BOSS头的制造和运行过程中即已经被采集和存储在数据库中，以供需要时随时从数据库中调取。在该步骤中，直接从数据库中调取上述管道运行数据，进而根据上述通过相控阵超声无损检测 (PAUT)采集得到的焊缝缺陷信息以及管道运行数据，进行力学性能评估，得到核电站BOSS头的焊缝力学评估结果。
在一实施例中，所述根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果之后，还包括：在所述焊缝力学评估结果为性能合格时，根据所述焊缝力学评估结果确定在役监测方案，并根据所述在役监测方案对所述核电站BOSS头执行在役监测操作。具体地，在焊缝力学评估结果为性能合格时，说明核电站BOSS头的预设焊缝区域尽管当前存在预设焊缝缺陷，但其结构强度依旧满足核电站机组的运行要求，因此不会造成失效泄漏等风险，暂时无需进行堆焊修复，因此，此时仅需要对该核电站BOSS头进行在役监测操作即可。其中，在役监测操作具体根据实际需求进行设定，比如，通过目视检测和射线辅助监测均可，其检测周期同样根据需求设定。S40，在所述焊缝力学评估结果为性能不合格时，根据所述焊缝力学评估结果确定堆焊修复参数；具体地，在焊缝力学评估结果为性能不合格时，即会对核电站BOSS 头的运行造成失效泄漏等风险，此时需要将对预设焊缝区域进行预设堆焊操作，以对核电站BOSS头的预设焊缝区域进行及时修复，避免核电站BOSS头的预设焊缝区域发生失效泄漏，保障了核电站安全。
其中，对于核电站BOSS头进行预设堆焊操作的堆焊修复参数包括但不限于为堆焊层数以及与每一所述堆焊层数分别对应的带水带压堆焊参数；所述带水带压堆焊参数包括焊接材料参数、电源极性、焊接电流参数、脉冲频率、占空比、钨极直径、电弧电压、焊接速度、最大热输入和层间温度等。在本发明中，通过以下具体的堆焊修复参数进行带水带压堆焊操作，可以使得最终的泄漏试验结果更为稳定可靠：
在所述堆焊层数为第一层时，与第一层对应的带水带压堆焊参数包括：焊接材料参数中的焊材直径为1.6mm；电源极性为直流反接；焊接电流参数的峰值为90V，基值为70A；脉冲频率为2.0Hz；占空比为60％；钨极直径为2.4；电弧电压为9～12V；焊接速度为32～71mm/min；最大热输入为1400J/mm；层间温度小于或等于100℃。
在所述堆焊层数为第二层时，与第二层对应的带水带压堆焊参数包括：焊接材料参数中的焊材直径为1.6mm；电源极性为直流反接；焊接电流参数的峰值为100V，基值为75A；脉冲频率为2.0Hz；占空比为60％；钨极直径为2.4；电弧电压为9～12V；焊接速度为32～54mm/min；最大热输入为1800J/mm；层间温度小于或等于100℃。
在所述堆焊层数为第三层至第五层中的其中一层时，与其对应的带水带压堆焊参数包括：焊接材料参数中的焊材直径为1.6mm；电源极性为直流反接；焊接电流参数的峰值为100V，基值为75A；脉冲频率为2.0Hz；占空比为60％；钨极直径为2.4；电弧电压为9～12V；焊接速度为20～60mm/min；最大热输入为 2000J/mm；层间温度小于或等于100℃。
在所述堆焊层数为第六层至第七层中的其中一层时，与其对应的带水带压堆焊参数包括：焊接材料参数中的焊材直径为1.6mm；电源极性为直流反接；焊接电流参数的峰值为105V，基值为85A；脉冲频率为2.0Hz；占空比为60％；钨极直径为2.4；电弧电压为9～12V；焊接速度为20～60mm/min；最大热输入为 2200J/mm；层间温度小于或等于100℃。
S50，根据所述堆焊修复参数对所述核电站BOSS头执行预设堆焊操作。也即，在本实施例中，根据上述堆焊修复参数对核电站BOSS头进行带水带压堆焊修复操作，可以实现对上述预设焊缝缺陷的修复，其堆焊修复降低了修复难度和修复时间，保证了核电站机组大修的整体工期，进而保证了核电站的安全运行。可理解地，堆焊修复操作完成之后，还需要对核电站BOSS头的堆焊层表面进行打磨，若核电站BOSS头的材质为碳钢管道，还需要对其进行刷油漆处理。其中，所述预设堆焊操作优选采用TIG(Tungsten Inert Gas Welding，非熔化极惰性气体保护电弧焊)堆焊。
在一实施例中，所述根据所述堆焊修复参数对所述核电站BOSS头执行预设堆焊操作之后，还包括：
对所述核电站BOSS头再次进行相控阵超声无损检测，获取所述核电站BOSS头进行所述预设堆焊操作之后的堆焊层所对应的堆焊修复缺陷信息；具体地，上述进行相控阵超声无损检测的过程可以参照本发明前后文中步骤S20获取焊缝缺陷数据的过程，在此不再赘述。在根据堆焊修复缺陷信息确定核电站 BOSS头进行预设堆焊操作之后的堆焊层中存在预设焊缝缺陷时，说明本次堆焊操作并不成功，将需要通过其他方式对该核电站BOSS头的预设焊缝区域进行处理，比如，继续进行下一次堆焊或者对堆焊层进行打磨补焊、更换核电站BOSS 头等处理。
在所述堆焊修复缺陷信息中不包含所述预设焊缝缺陷时，确认所述预设焊缝区域的堆焊修复合格。也即，在确认堆焊修复合格之后，继续对核电站BOSS 头进行在役监测操作即可。其中，在役监测操作具体根据实际需求进行设定，比如，通过目视检测和射线辅助监测均可，其检测周期同样根据需求设定。比如，目视检测的时间包括堆焊修复操作之后的第一次换料大修期间和第二次换料大修期间进行检测，若两次检测均未发现异常，则修改为每隔十年检查一次，否则则缩短检测周期。而射线辅助监测为堆焊修复操作之后的第一次换料大修期间和第二次换料大修期间以及第十年，若三次检测均未发现异常，则可以取消检查，否则则缩短检测周期。
本发明中的核电站BOSS头焊缝检测方法，在通过射线探伤无损检测(RT) 初步确定预设焊缝区域存在预设焊缝缺陷之后，通过相控阵超声无损检测 (PAUT)进一步获取该预设焊缝缺陷对应的焊缝缺陷信息，之后先根据该焊缝缺陷信息和预设焊缝区域的管道运行数据评估核电站BOSS头的焊缝力学评估结果，进而确定该焊缝力学评估结果是否性能合格，也即，在焊缝力学评估结果为性能合格时，说明核电站BOSS头的预设焊缝区域尽管当前存在预设焊缝缺陷，但其结构强度依旧满足核电站机组的运行要求，因此不会造成失效泄漏等风险，而在焊缝力学评估结果为性能不合格时，即会对核电站BOSS头的运行造成失效泄漏等风险，此时本发明将对预设焊缝区域进行预设堆焊操作，以对核电站BOSS头的预设焊缝区域进行及时修复，避免核电站BOSS头的预设焊缝区域发生失效泄漏，保障了核电站安全；同时，本发明通过射线探伤无损检测(RT)和相控阵超声无损检测(PAUT)结合对预设焊缝缺陷进行检测(仅通过射线探伤无损检测进行初步检测，减少了检测时长和核电站辐射；由于相控阵超声无损检测可以检测到射线探伤无损检测所无法确定的缺陷深度等信息，因此，通过相控阵超声无损检测进行进一步检测，可以提升焊缝缺陷的全面检测精度和效率)，提升了缺陷检测的全面性和检测效率，也减少了被辐照的可能性，提升了人员安全。
在一实施例中，所述预设焊缝区域包括连接所述母管11的根部焊缝、连接所述支管12的顶部焊缝以及连接所述根部焊缝和所述顶部焊缝的主体焊缝；进一步地，所述步骤S20中，对所述核电站BOSS头进行相控阵超声无损检测，获取焊缝缺陷信息，包括：
控制相控阵探头从所述母管11侧扫描所述主体焊缝，以得到所述主体焊缝的第一检测波形；可以理解地，相控阵探头从所述母管11侧扫描所述主体焊缝时，所述相控阵探头的探测波从所述母管11一侧照射至主体焊缝并对其进行扫描，进而通过检测仪等可以获取所述主体焊缝的第一检测波形。
控制所述相控阵探头从所述支管12侧的第一位置点扫描预设焊缝区域的根部焊缝，以得到所述根部焊缝区域的第二检测波形；可以理解地，相控阵探头从所述支管12侧的第一位置点扫描预设焊缝区域的根部焊缝时，所述相控阵探头的探测波从所述支管12侧的第一位置点照射至根部焊缝并对其进行扫描，进而通过检测仪等可以获取所述根部焊缝的第二检测波形。其中，第一位置点是指支管12上与母管11距离为第一距离的环形上的任意一个位置点。
控制所述相控阵探头从所述支管12侧的第二位置点扫描预设焊缝区域的顶部焊缝，以得到所述顶部焊缝的第三检测波形；可以理解地，相控阵探头从所述支管12侧的第二位置点扫描预设焊缝区域的顶部焊缝时，所述相控阵探头的探测波从所述支管12侧的第二位置点照射至顶部焊缝并对其进行扫描，进而通过检测仪等可以获取所述顶部焊缝的第三检测波形。其中，第二位置点是指支管12上与母管11距离为第二距离的环形上的任意一个位置点，且所述第二位置点与所述母管11之间的距离大于所述第一位置点与所述母管11之间的距离，也即，第二距离大于第一距离。
获取预设对比波形，将所述预设对比波形分别与所述第一检测波形、所述第二检测波形以及所述第三检测波形进行比对，确定所述主体焊缝的第一缺陷值、所述根部焊缝区域的第二缺陷值，以及所述顶部焊缝的第三缺陷值；可以理解地，所述预设对比波形可以为预先存储在数据库中的对比波形参数。进一步地，所述第一缺陷值表征了所述主体焊缝的缺陷(裂痕大小和深度等)，所述第二缺陷值表征了所述根部焊缝的缺陷(裂痕大小和深度等)，第三缺陷值表征了所述顶部焊缝的缺陷(裂痕大小和深度等)。具体地，将所述第一检测波形的幅值、峰值等分别与所述预设对比波进行对比，从而可以确认所述一缺陷值；所述第二缺陷值和所述第三缺陷值的确认与所述第一缺陷值的确认相同，在此不再赘述。
根据所述第一缺陷值、所述第二缺陷值，以及所述第三缺陷值确定核电站 BOSS头的焊缝缺陷信息。可以理解地，所述焊缝缺陷信息包括所述第一缺陷值、所述第二缺陷值以及所述第三缺陷值，且所述第一缺陷值包括所述主体焊缝中缺陷的深度和形状等，所述第二缺陷值包括所述根部焊缝中缺陷的深度和形状等，所述第三缺陷值包括所述顶部焊缝中缺陷的深度和形状等。上述实施例提高了核电站BOSS头的检测精度，便于后续根据所述焊缝缺陷信息对所述核电站BOSS头进行力学性能评估和堆焊修复等操作。
在一实施例中，所述控制相控阵探头从所述母管11侧扫描所述主体焊缝，以得到所述主体焊缝的第一检测波形，包括：
控制所述相控阵探头分别在所述核电站BOSS头的0度位置、90度位置、 180度位置以及270度位置从所述母管11侧扫描所述主体焊缝，得到与四个方向分别对应的四个主体波形，根据所述四个主体波形确定所述主体焊缝的第一检测波形；可以理解地，0度位置、90度位置、180度位置以及270度位置为围绕所述母管11等角度间隔分布的四个方位，由于所述相控阵探头发出的检测波可以对一定扇形区域内所述主体焊缝进行检测，故从所述母管11侧的0度位置、 90度位置、180度位置以及270度位置分别扫描所述主体焊缝，从而检测到所述主体焊缝的全体，提高了所述主体焊缝的检测精度和检测效率。
进一步地，所述控制所述相控阵探头从所述支管12侧的第一位置点扫描预设焊缝区域的根部焊缝，以得到所述根部焊缝区域的第二检测波形，包括：
控制所述相控阵探头分别在所述核电站BOSS头的0度位置、90度位置、 180度位置以及270度位置从所述支管12侧的第一位置点扫描所述根部焊缝，得到与四个方向分别对应的四个根部波形，根据所述四个根部波形确定所述根部焊缝的第二检测波形；由于所述相控阵探头发出的检测波对一定扇形区域内所述根部焊缝进行检测，故从所述支管12侧的0度位置、90度位置、180度位置以及270度位置分别对应的第一位置点(第一位置点是指支管12上与母管11 距离为第一距离的环形上的任意一个位置点)扫描所述根部焊缝，从而检测到所述根部焊缝的全体，从而提高了所述根部焊缝的检测精度和检测效率。
进一步地，所述控制所述相控阵探头从所述支管12侧的第二位置点扫描预设焊缝区域的顶部焊缝，以得到所述顶部焊缝的第三检测波形，包括：
控制所述相控阵探头分别在所述核电站BOSS头的0度位置、90度位置、 180度位置以及270度位置从所述支管12侧的第二位置点扫描所述顶部焊缝，得到与四个方向分别对应的四个顶部波形，根据所述四个顶部波形确定所述顶部焊缝的第三检测波形。由于所述相控阵探头发出的检测波对一定扇形区域内所述顶部焊缝进行检测，故从所述支管12侧的0度位置、90度位置、180度位置以及270度位置分别对应的第二位置点(第二位置点是指支管12上与母管11 距离为第二距离的环形上的任意一个位置点)扫描所述顶部焊缝，从而检测到所述顶部焊缝的全体，从而提高了所述顶部焊缝的检测精度和检测效率。
在一实施例中，所述预设对比波形包括第一对比波形；所述第一缺陷值包括第一深度值，所述第二缺陷值包括第二深度值，所述第三缺陷值包括第三深度值；可以理解地，所述第一深度值表征了所述主体焊缝内的缺陷距离所述主体焊缝外表面的深度，所述第二深度值表征了所述根部焊缝内的缺陷距离所述根部焊缝外表面的深度，所述第三深度值表征了所述顶部焊缝内的缺陷距离所述顶部焊缝333外表面的深度。
进一步地，所述获取预设对比波形之前，包括：
控制所述相控阵探头扫描预设方形对比试块，以得到所述第一对预设比波形；其中，所述预设方形对比试块上设有呈阶梯分布的多个第一对比缺陷孔；所述第一对预设比波形表征了第一对比缺陷孔在预设方形对比试块中的深度；可以理解地，多个第一对比缺陷孔距离所述预设方形对比试块上表面的距离不相等，将所述相控阵探头从所述预设方形对比试块的上表面扫描所述第一对比缺陷孔，由于不同的第一缺陷孔距离所述预设方形对比试块的上表面的距离并不相等，因此其分别对应的所述第一对比波形的幅值等特征也不一样，因此不同幅值等特征的所述第一对比波形表征了不同深度的所述第一对比缺陷孔。
进一步地，所述将所述预设对比波形分别与所述第一检测波形、所述第二检测波形以及所述第三检测波形进行比对，确定所述主体焊缝的第一缺陷值、所述根部焊缝区域的第二缺陷值，以及所述顶部焊缝的第三缺陷值，包括：
将所述第一对比波形与所述第一检测波形进行比对，以确定所述第一深度值；可以理解地，将所述第一检测波形的幅值与多个所述第一对比波形的幅值进行比较，即可确定所述第一深度值，也即可以确定所述主体焊缝内的缺陷距离所述主体焊缝外表面的深度。
将所述第一对比波形与所述第二检测波形进行比对，以确定所述第二深度值；可以理解地，将所述第二检测波形的幅值与多个所述第一对比波形的幅值进行比较，即可确定所述第二深度值，也即可以确定所述根部焊缝内的缺陷距离所述根部焊缝外表面的深度。
将所述第一对比波形与所述第三检测波形的进行比对，以确定所述第三深度值。可以理解地，将所述第三检测波形的幅值与多个所述第一对比波形的幅值进行比较，即可确定所述第三深度值，也即可以确定所述顶部焊缝内的缺陷距离所述顶部焊缝外表面的深度。
在一实施例中，所述预设方形对比试块上设有弧形面，所述相控阵探头从所述弧形面扫描第一对比缺陷孔；作为优选，所述弧形面的曲率半径R大于或等于10mm(例如12.5mm、15mm、20mm以及25mm等)。具体地，所述弧形面的设计，从所述第一对比缺陷孔反射的波形透过所述弧形面进入所述相控阵探头的接收一起中，从而提高了核电站BOSS头焊缝的准确度和精确度。进一步地，所述预设方形对比试块可以根据实际需求设置为多个，对于不同的核电站BOSS头可以采用不同的预设方形对比试块(材质，尺寸等会根据核电站BOSS头的变化而适应性改变)进行对比。本实施例中，通过所述预设方形对比试块的设计以及其波形对比，可以精确地得到所述预设焊缝区域中缺陷的深度。
在一实施例中，所述预设对比波形包括第二对比波形；所述第一缺陷值包括第一形状值；所述第二缺陷值包括第二形状值；所述第三缺陷值包括第三形状值；可以理解地，所述第一形状值表征了所述主体焊缝内缺陷的形状(圆形裂缝、长条形裂缝、气孔、主体焊缝未熔化等)；所述第二形状值表征了所述根部焊缝内缺陷的形状(圆形裂缝、长条形裂缝、气孔、根部焊缝未熔化等)所述第三形状值表征了所述顶部焊缝内缺陷的形状(圆形裂缝、长条形裂缝、气孔、顶部焊缝未熔化等)。
进一步地，所述获取预设对比波形之前，包括：
控制所述相控阵探头扫描预设管道对比试块，以得到第二对比波形；其中，所述预设管道对比试块与所述核电站BOSS头的材质和尺寸一致，所述预设管道对比试块包括对比母管和对比支管，所述对比支管通过对比焊缝区域焊接在所述对比母管上；所述对比焊缝区域内设有多个对比缺陷孔组；可理解地，所述预设管道对比试块模拟所述核电站BOSS头设置，所述对比母管相当于所述母管11，所述对比支管相当于所述支管12，所述对比焊缝区域相当于所述预设焊缝区域，而所述缺陷孔组模拟所述预设焊缝区域内的缺陷，且每一个所述对比缺陷孔组均包括多个对比缺陷孔。进一步地，所述将所述预设对比波形分别与所述第一检测波形、所述第二检测波形以及所述第三检测波形进行比对，确定所述主体焊缝的第一缺陷值、所述根部焊缝区域的第二缺陷值，以及所述顶部焊缝的第三缺陷值，包括：
将所述第一对比波形与所述第一检测波形进行比对，以确定所述第一形状值；可以理解地，将所述第一检测波形的峰值、位置等与多个所述第二对比波形的相应特征进行比较，即可确定所述第一形状值。
将所述第一对比波形与所述第二检测波形进行比对，以确定所述第二形状值；可以理解地，将所述第二检测波形的峰值、位置等与多个所述第二对比波形的相应特征进行比较，即可确定所述第二形状值。
将所述第一对比波形与所述第三检测波形的进行比对，以确定所述第三形状值。可以理解地，将所述第三检测波形的峰值、位置等与多个所述第二对比波形的相应特征进行比较，即可确定所述第三形状值。
本实施例中，通过所述预设管道对比试块的设计，可以精确地检测到所述预设焊缝区域内缺陷的形状和缺陷的位置，便于后续对所述预设焊缝区域的堆焊处理。
在一实施例中，所述缺陷孔组包括在0度位置设置在所述对比焊缝区域内的多个第二对比缺陷孔、在90度位置设置在所述对比焊缝区域内的多个第三对比缺陷孔、在180度位置设置在所述对比焊缝区域内的多个第四对比缺陷孔，以及在270度位置设置在所述对比焊缝区域内的多个第五对比缺陷孔。可以理解地，所述第二对比缺陷孔、第三对比缺陷孔、第四对比缺陷孔、第五对比缺陷孔可以分别设置为大小或/和形状不同，且其均可以包括但不限于为圆形裂缝、长条形裂缝、气孔、主体焊缝未熔化等对比缺陷孔。
进一步地，本发明可以分别从所述对比支管侧的0度位置、90度位置、180 度位置以及270度位置将相控阵探头安装在所述对比支管上，所述相控阵探头可以在相应的位置上扫描所述对比焊缝区域，从而可以获取所述第二对比波形。本实施例中，在所述对比焊缝区域的0度位置、90度位置、180度位置以及270 度位置均设多对比缺陷孔，而所述对比支管的中心轴与所述对比母管的中心轴之间的夹角为锐角，通过不同方向检测到的所述第二对比波形，再通过不同位置的所述第二对比波形与所述第一检测波形的比对，即可得到所述主体焊缝中缺陷所处的位置；通过不同位置的所述第二对比波形与所述第二检测波形的比对，即可得到所述根部焊缝中缺陷所处的位置，通过不同位置的所述第二对比波形与所述第三检测波形的比对，即可得到所述顶部焊缝中缺陷所处的位置，也即可以得到所述预设焊缝区域中缺陷的空间位置。
在一实施例中，所述根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果，包括：
获取所述核电站BOSS头的模型约束条件；其中，所述模型约束条件为根据需求预先设置的热应力模型构建的约束条件或者规则，以及机械载荷模型构建的约束条件或者规则，所述模型约束条件包括所述热应力模型约束条件和机械载荷模型约束条件，所述热应力模型约束条件为构建热应力模型的约束条件或者规则，所述机械载荷模型约束条件为构建机械载荷模型的约束条件或者规则。
根据所述管道运行数据中的主管道参数和所述焊缝缺陷信息生成BOSS头区域模型；所述管道运行数据包括三维模型、主管道参数、材料参数、BOSS管道半径值和BOSS管道壁厚值，所述三维模型为主管道和BOSS管道以及预设焊缝区域构建的三维立体的模型，所述主管道参数为与所述核电站BOSS头连接的主管道相关的参数，所述材料参数为主管道和BOSS管道的材料相关的参数，所述BOSS管道半径值为BOSS管道的内径，所述BOSS管道壁厚值为BOSS 管道的壁厚。上述管道运行数据可以用于构建BOSS头区域模型的主体架构，而焊缝缺陷信息用于构建BOSS头区域模型中的预设焊缝缺陷。
可理解地，所述主管道参数包括主管道半径均值和主管道壁厚值，所述主管道半径均值为与所述核电站BOSS头连接的主管道的平均半径值，所述主管道壁厚值为与所述核电站BOSS头连接的主管道的壁厚，运用截取长度函数，计算输出所述截取长度，所述截取长度为从所述有限元建模数据中选取三维模型中主管道的长度，使所述截取长度外的主管道基本不再受核电站BOSS头接入后不连续效应引起的应力的影响，通过所述截取长度可以从三维模型中选取出所述BOSS头区域模型，所述BOSS头区域模型为从三维模型中以所述截取长度为边长的正方体截取的三维区域。
根据所述模型约束条件以及所述管道运行数据中的材料参数和运行采集数据，对所述BOSS头区域模型进行温度场分析、热应力分析和机械载荷分析，得到应力结果；
可理解地，所述材料参数为主管道和BOSS管道的材料相关的参数，所述材料参数包括主管道材料参数和BOSS管道材料参数，所述主管道材料参数为主管道的材料型号，例如：主管道材料参数为X2 CrNi 19.10，X2 CrNi 19.10是一种不锈钢管的型号，所述BOSS管道材料参数为BOSS管道的材料型号，例如：BOSS管道材料参数为Z2 CND 18-12NC，Z2 CND18-12NC为用于反应堆冷却剂系统管路的不锈钢管的型号。所述运行采集数据为主管道和BOSS管道在工作运行过程中历史收集的各个时间点的瞬态温度数据、热应力数据和机械载荷应力数据，所述运行采集数据包括温度场云图、热应力场云图和机械载荷应力场云图，所述温度场云图为BOSS头区域模型中各点的温度随时间变化的变化分布图，即通过所述温度场云图可以看出所述BOSS头区域模型随着时间变化的温度分布及变化情况，所述热应力场云图为BOSS头区域模型中各点的热应力随时间变化的变化分布图，即通过所述热应力场云图可以看出所述BOSS 头区域模型随着时间变化的热应力分布及变化情况，所述机械载荷应力场云图为BOSS头区域模型中的内壁各点随时间变化承受的机械载荷应力的变化分布图，即通过所述机械载荷应力场云图可以看出所述BOSS头区域模型随着时间变化的内壁承受机械载荷应力的变化情况。
其中，所述温度场分析的过程为从所述运行采集数据中的温度场云图中获取各所述评定路径的瞬态温度场数据，描绘出与各所述评定路径对应的所述瞬态温度场曲线的过程，所述热应力分析的过程为从所述运行采集数据中的热应力场云图中获取各所述评定路径的瞬态热应力场数据，描绘出与各所述评定路径对应的所述瞬态热应力场曲线的过程，所述机械载荷分析的过程为从所述运行采集数据中的机械载荷应力场云图中获取各所述评定路径的瞬态机械载荷应力场数据，描绘出与各所述评定路径对应的所述瞬态机械载荷应力曲线的过程，所述评定路径为经过评定路径识别后输出的路径，所述评定路径识别的过程为在构建的所述温度场模型、所述热应力场模型和所述机械载荷应力模型中寻找重合且处于焊缝邻近区域中的路径节点集合，所述焊缝邻近区域为BOSS头焊接处扩展预设距离围住的三维区域，汇总所有所述瞬态温度场曲线、所有所述瞬态热应力曲线和所有所述瞬态机械载荷应力曲线，从而确定出所述应力结果，所述应力结果体现了个所述评定路径上温度场、热应力场和机械载荷应力场等维度的应力分布情况。
运用应力强度因子分析法，对所述应力结果进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到裂纹评价结果；
可理解地，所述应力强度因子分析法为对裂纹所在的位置由BOSS管壁厚上垂直于裂纹面的应力进行多项式拟合，然后采用应力强度因子函数，计算出该裂纹的应力强度因子的方法，所述疲劳裂纹扩展为按照疲劳裂纹扩展速率进行估算裂纹疲劳寿命的扩展方法，所述疲劳扩展速率与所述BOSS管材料参数和应力强度因子相关，所述应力腐蚀裂纹扩展为按照应力腐蚀扩展速率进行估算裂纹腐蚀寿命的扩展方法，所述应力腐蚀裂纹扩展速率与所述BOSS管材料参数和应力强度因子相关，对所述环向裂纹区域进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到环向裂纹评价结果，对所述轴向裂纹区域进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到轴向裂纹评价结果，所述裂纹评价结果包括所述环向裂纹评价结果和所述轴向裂纹评价结果，所述裂纹评价结果综合了环向裂纹评价结果和轴向裂纹评价结果的评价结果。
对所述裂纹评价结果进行断裂分析，输出与所述核电站BOSS头对应的焊缝力学评估结果。
可理解地，所述断裂分析为对环向裂纹评价结果和轴向裂纹评估结果进行分析过程，即一方面对环向裂纹评价结果的分析为对所述待评估BOSS头的所述环向裂纹区域进行分析评估出裂纹扩展量位于90°截面上，若初始环向裂纹的长度为5mm，得到40年寿期末的裂纹扩展量为3.0984mm，得到寿期末的最终裂纹的长度为8.0984mm，寿期末a＝8.0984mm，其应力强度因子远小于所述 BOSS管道的材料韧性，因此对于该环向裂纹，结构不会发生快速断裂；另一方面对轴向裂纹评价结果的分析为对所述核电站BOSS头的所述轴向裂纹区域进行分析评估出裂纹扩展量位于90°截面上，若初始环向裂纹的长度为5mm，在第9年末裂纹深度为14.4962mm，其应力强度因子小于材料韧性，且14.4962mm 已经超过所述BOSS管道壁厚(17.8mm)的0.75倍(17.8×0.75＝13.35mm)，结构会存在发生塑性垮塌的失效，将会发生冷却剂外泄风险。
其中，将所述裂纹评价结果中的所述环向裂纹评价结果和所述轴向裂纹评价结果进行综合分析，对比相同时间点的裂纹扩展的长度和深度的比例，以及发生断裂的风险的年份，输出该核电站BOSS头的焊缝力学评估结果，并根据该焊缝力学评估结果展示第几年份需要进行挖补修复或者更换该核电站BOSS 头的措施。
本发明实现了实现了通过有限元建模数据按照核电站实际运行的工作情况自动进行应力分析、应力提取、假设裂纹、应力强度因子输出、裂纹力学分析等步骤的处理，快速完成断裂分析，并客观地输出预设焊缝区域的预设焊缝缺陷的焊缝力学评估结果，确定其在核电站换料周期或整个核电站服役寿命期内的稳定性，进而为是否需要对其进行堆焊处理提供参考。
在一实施例中，所述根据所述模型约束条件以及所述管道运行数据中的材料参数和运行采集数据，对所述BOSS头区域模型进行温度场分析、热应力分析和机械载荷分析，得到应力结果，包括：
根据所述材料参数和所述模型约束条件，对所述BOSS头区域模型进行多维度结构单元划分，划分出温度场模型、热应力场模型和机械载荷应力模型；
可理解地，所述多维度结构单元划分为构造三维固体结构的不同划分方式，所述多维度结构单元划分包括ANSYS仿真工具软件中的SOLID45、SOLID70、 SOLID185和SOLID285等单元划分，通过多维度结构单元划分可以对BOSS头区域模型划分出不同维度的三维模型，从多维度结构单元划分中选取分别适合温度场、热应力场和机械载荷应力场的单元划分方法，例如：采用SOLID70单元划分对BOSS头区域模型进行划分得到温度场模型，采用SOLID185单元划分对BOSS头区域模型进行划分得到热应力模型，采用SOLID185单元划分对 BOSS头区域模型进行划分得到机械载荷应力模型。
对所述温度场模型、所述热应力场模型和所述机械载荷应力模型进行评定路径识别，识别出多个评定路径；
可理解地，所述评定路径识别的过程为在构建的所述温度场模型、所述热应力场模型和所述机械载荷应力模型中寻找重合且处于焊缝邻近区域中的路径节点集合，从而可以描绘出多条所述评定路径，通过所述评定路径便于后续的应力强度因子的提取。
根据所述运行采集数据，对各所述评定路径进行温度场分析、热应力分析和机械载荷分析，得到与各所述评定路径对应的瞬态温度场曲线、瞬态热应力曲线和瞬态机械载荷应力曲线；
可理解地，所述温度场分析的过程为从所述运行采集数据中的温度场云图中筛选出各个所述评定路径中的各个节点的瞬态温度场数据，从而获取各所述评定路径的瞬态温度场数据，并对各所述评定路径的瞬态温度场数据进行分析，分析瞬态温度剧烈变化时温度分布情况，描绘出与各所述评定路径对应的所述瞬态温度场曲线的过程，所述瞬态温度场曲线体现了各节点的随着时间的温度变化曲线；所述热应力分析的过程为从所述运行采集数据中的热应力场云图中筛选出各个所述评定路径中的各个节点的瞬态热应力场数据，从而获取各所述评定路径的瞬态热应力场数据，并对各所述评定路径的瞬态热应力场数据进行分析，分析瞬态温度剧烈变化时热应力分布情况，描绘出与各所述评定路径对应的所述瞬态热应力场曲线的过程，所述瞬态热应力场曲线体现了各节点的随着时间的热应力变化曲线；所述机械载荷分析的过程为从所述运行采集数据中的机械载荷应力场云图中筛选出各个所述评定路径中的各个节点的瞬态机械载荷应力场数据，从而获取各所述评定路径的瞬态机械载荷应力场数据，并对各所述评定路径的瞬态机械载荷应力场数据进行分析，分析瞬态温度剧烈变化时机械载荷应力分布情况，描绘出与各所述评定路径对应的所述瞬态机械载荷应力场曲线的过程，所述瞬态机械载荷应力场曲线体现了各节点的随着时间的机械载荷应力变化曲线。
汇总所有所述瞬态温度场曲线，得到所述瞬态温度场分布，同时汇总所有所述瞬态热应力曲线，得到所述瞬态热应力分布，以及汇总所有所述瞬态机械载荷应力曲线，得到所述瞬态机械载荷应力分布；
可理解地，将所有所述瞬态温度场曲线进行汇总在一个空间、时间和温度的三维坐标上，得到所述瞬态热应力分布；将所有所述瞬态热应力曲线进行汇总在一个空间、时间和热应力的三维坐标上，得到所述瞬态热应力分布；将所有所述瞬态机械载荷应力曲线进行汇总在一个空间、时间和机械载荷应力的三维坐标上，得到所述瞬态机械载荷应力分布。
将所述瞬态温度场分布、所述瞬态热应力分布和所述瞬态机械载荷应力分布确定为所述应力结果。
本发明实现了通过多维度结构单元划分，自动划分出温度场模型、热应力场模型和机械载荷应力模型，并自动科学地、快速地识别出评定路径，以及运用温度场分析、热应力分析和机械载荷分析，获取温度维度、热应力维度和机械载荷应力维度的应力结果，减少了人工寻找评定路径和分析输出应力结果的成本，提高了效率，提高了应力结果输出的准确性和质量。
在一实施例中，所述运用应力强度因子分析法，对所述应力结果进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到裂纹评价结果，包括：
获取所述管道运行数据中的BOSS管道半径值和BOSS管道壁厚值；
根据所述BOSS管道半径值、所述BOSS管道壁厚值和所述材料参数中的 BOSS管材料参数，识别出环向裂纹区域和轴向裂纹区域；
可理解地，所述识别出环向裂纹区域的过程为依据所述环向裂纹参数，在所述BOSS头区域模型中检测出环向裂纹区域的外表面的各节点与各所有评定路径的距离最优的过程；所述识别出轴向裂纹区域的过程为依据所述半椭圆形裂纹参数，在所述BOSS头区域模型中检测出轴向裂纹区域与所有所述评定路径的交集最大的过程。
运用应力强度因子分析法，对所述瞬态温度场分布、所述瞬态热应力分布和所述瞬态机械载荷应力分布进行多项式拟合，并通过应力强度因子函数计算出环向裂纹应力强度因子和轴向裂纹应力强度因子；
可理解地，所述应力强度因子分析法为对裂纹所在的位置由BOSS管壁厚上垂直于裂纹面的应力进行多项式拟合，然后采用应力强度因子函数，计算出该裂纹的应力强度因子的方法，对所述瞬态温度场分布、所述瞬态热应力分布和所述瞬态机械载荷应力分布进行多项式拟合的过程为根据所述瞬态温度场分布结合所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域，通过ANSYS仿真工具软件可以分别输出所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域的温度应力结果，根据所述瞬态热应力场分布结合所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域，通过ANSYS仿真工具软件可以分别输出所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域的热应力结果，根据所述瞬态机械载荷应力分布结合所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域，通过ANSYS仿真工具软件可以分别输出所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域的机械载荷应力结果，所述环向裂纹应力强度因子的获得为采用应力强度因子函数，对所述环向裂纹区域的温度应力结果、热应力结果和机械载荷应力结果进行各自的加权因子相乘求和，求和之后取整并与
Figure RE-RE-GDA0003322941450000251
相乘后获得，其中，a1为环向裂纹的裂纹深度，所述轴向裂纹应力强度因子的获得为采用应力强度因子函数，对所述轴向裂纹区域的温度应力结果、热应力结果和机械载荷应力结果进行各自的加权因子相乘求和，求和之后取整并与
Figure RE-RE-GDA0003322941450000252
相乘后获得，其中，a2为轴向裂纹的裂纹深度。
根据所述BOSS管材料参数、所述环向裂纹应力强度因子和轴向裂纹应力强度因子，分别对所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到裂纹评价结果。
可理解地，所述疲劳裂纹扩展为按照疲劳裂纹扩展速率进行估算裂纹疲劳寿命的扩展方法，所述疲劳扩展速率指交变应力每循环一次裂纹长度的增加量，所述疲劳扩展速率与所述BOSS管材料参数和应力强度因子相关，所述应力腐蚀裂纹扩展为按照应力腐蚀扩展速率进行估算裂纹腐蚀寿命的扩展方法，所述应力腐蚀扩展速率指在应力、环境和材料三者共同产生的应力腐蚀情况下每循环一次裂纹扩展的增量，所述应力腐蚀裂纹扩展速率与所述BOSS管材料参数和应力强度因子相关，对所述环向裂纹区域进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到环向裂纹评价结果，对所述轴向裂纹区域进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到轴向裂纹评价结果，将所述环向裂纹评价结果和所述轴向裂纹评价结果确定为所述裂纹评价结果。
其中，所述环向裂纹评价结果表明了所述核电站BOSS头存在环向裂纹情况下在所处的核电站基站的寿命期内每年末的裂纹扩展结果，所述轴向裂纹评价结果表明了所述核电站BOSS头存在半椭圆形裂纹情况下在所处的核电站基站的寿命期内每年末的裂纹扩展结果。
本发明实现了自动识别出环向裂纹区域和轴向裂纹区域，运用应力强度因子分析法，通过应力强度因子函数分别计算出环向裂纹应力强度因子和轴向裂纹应力强度因子，从而输出裂纹评价结果，能够科学地、客观地、快速地输出环向裂纹和半椭圆形裂纹每年裂纹扩展的裂纹评价结果，针对核电站BOSS头焊缝缺陷的结构从环向和轴向的维度评估裂纹扩展的结果的方法，能够更好的为核电站的安全运营提供技术支持和保障，减少未及时采取措施带来了巨大损失，提高了核电站的运营经济效益。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机可读指令和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机可读指令被处理器执行时以实现上述核电站BOSS头焊缝检测方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现上述核电站BOSS头焊缝检测方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，所述的计算机可读指令可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机可读指令在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM (PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM (DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、存储器总线直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元或模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，包括：
接收核电站BOSS头检测指令之后，获取所述核电站BOSS头的射线检测结果，所述射线检测结果是在核电站BOSS头的0度位置和180度位置分别对预设焊缝区域进行射线探伤无损检测所得到的；所述核电站BOSS头包括母管以及呈预设角度连通在所述母管上的支管，所述预设焊缝区域连接在所述母管和所述支管之间；
在所述射线检测结果为存在预设焊缝缺陷时，对所述核电站BOSS头进行相控阵超声无损检测，获取焊缝缺陷信息；
获取所述预设焊缝区域所对应的管道运行数据，根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果；
在所述焊缝力学评估结果为性能不合格时，根据所述焊缝力学评估结果确定堆焊修复参数；
根据所述堆焊修复参数对所述核电站BOSS头执行预设堆焊操作。
2.如权利要求1所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述获取所述核电站BOSS头的射线检测结果之后，还包括：
在所述射线检测结果为不存在预设焊缝缺陷时，向预设接收方发送检测正常信息，所述检测正常信息用于表征所述核电站BOSS头的焊缝区域当前不存在预设焊缝缺陷。
3.如权利要求1所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述预设焊缝区域包括连接所述母管的根部焊缝、连接所述支管的顶部焊缝以及连接所述根部焊缝和所述顶部焊缝的主体焊缝；
所述对所述核电站BOSS头进行相控阵超声无损检测，获取焊缝缺陷信息，包括：
控制相控阵探头从所述母管侧扫描所述主体焊缝，以得到所述主体焊缝的第一检测波形；
控制所述相控阵探头从所述支管侧的第一位置点扫描预设焊缝区域的根部焊缝，以得到所述根部焊缝区域的第二检测波形；
控制所述相控阵探头从所述支管侧的第二位置点扫描预设焊缝区域的顶部焊缝，以得到所述顶部焊缝的第三检测波形；所述第二位置点与所述母管之间的距离大于所述第一位置点与所述母管之间的距离；
获取预设对比波形，将所述预设对比波形分别与所述第一检测波形、所述第二检测波形以及所述第三检测波形进行比对，确定所述主体焊缝的第一缺陷值、所述根部焊缝区域的第二缺陷值，以及所述顶部焊缝的第三缺陷值；
根据所述第一缺陷值、所述第二缺陷值，以及所述第三缺陷值确定核电站BOSS头的焊缝缺陷信息。
4.如权利要求3所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述控制相控阵探头从所述母管侧扫描所述主体焊缝，以得到所述主体焊缝的第一检测波形，包括：
控制所述相控阵探头分别在所述核电站BOSS头的0度位置、90度位置、180度位置以及270度位置从所述母管侧扫描所述主体焊缝，得到与四个方向分别对应的四个主体波形，根据所述四个主体波形确定所述主体焊缝的第一检测波形；
所述控制所述相控阵探头从所述支管侧的第一位置点扫描预设焊缝区域的根部焊缝，以得到所述根部焊缝区域的第二检测波形，包括：
控制所述相控阵探头分别在所述核电站BOSS头的0度位置、90度位置、180度位置以及270度位置从所述支管侧的第一位置点扫描所述根部焊缝，得到与四个方向分别对应的四个根部波形，根据所述四个根部波形确定所述根部焊缝的第二检测波形；
所述控制所述相控阵探头从所述支管侧的第二位置点扫描预设焊缝区域的顶部焊缝，以得到所述顶部焊缝的第三检测波形，包括：
控制所述相控阵探头分别在所述核电站BOSS头的0度位置、90度位置、180度位置以及270度位置从所述支管侧的第二位置点扫描所述顶部焊缝，得到与四个方向分别对应的四个顶部波形，根据所述四个顶部波形确定所述顶部焊缝的第三检测波形。
5.如权利要求3所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述预设对比波形包括第一对比波形；所述第一缺陷值包括第一深度值，所述第二缺陷值包括第二深度值，所述第三缺陷值包括第三深度值；
所述获取预设对比波形之前，包括：
控制所述相控阵探头扫描预设方形对比试块，以得到所述第一对预设比波形；其中，所述预设方形对比试块上设有呈阶梯分布的多个第一对比缺陷孔；所述第一对预设比波形表征了第一对比缺陷孔在预设方形对比试块中的深度；
所述将所述预设对比波形分别与所述第一检测波形、所述第二检测波形以及所述第三检测波形进行比对，确定所述主体焊缝的第一缺陷值、所述根部焊缝区域的第二缺陷值，以及所述顶部焊缝的第三缺陷值，包括：
将所述第一对比波形与所述第一检测波形进行比对，以确定所述第一深度值；
将所述第一对比波形与所述第二检测波形进行比对，以确定所述第二深度值；
将所述第一对比波形与所述第三检测波形的进行比对，以确定所述第三深度值。
6.如权利要求3所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述预设对比波形包括第二对比波形；所述第一缺陷值包括第一形状值；所述第二缺陷值包括第二形状值；所述第三缺陷值包括第三形状值；
所述获取预设对比波形之前，包括：
控制所述相控阵探头扫描预设管道对比试块，以得到第二对比波形；其中，所述预设管道对比试块与所述核电站BOSS头的材质和尺寸一致，所述预设管道对比试块包括对比母管和对比支管，所述对比支管通过对比焊缝区域焊接在所述对比母管上；所述对比焊缝区域内设有多个对比缺陷孔组；
所述将所述预设对比波形分别与所述第一检测波形、所述第二检测波形以及所述第三检测波形进行比对，确定所述主体焊缝的第一缺陷值、所述根部焊缝区域的第二缺陷值，以及所述顶部焊缝的第三缺陷值，包括：
将所述第一对比波形与所述第一检测波形进行比对，以确定所述第一形状值；
将所述第一对比波形与所述第二检测波形进行比对，以确定所述第二形状值；
将所述第一对比波形与所述第三检测波形的进行比对，以确定所述第三形状值。
7.如权利要求1所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果，包括：
获取所述核电站BOSS头的模型约束条件；
根据所述管道运行数据中的主管道参数和所述焊缝缺陷信息生成BOSS头区域模型；
根据所述模型约束条件以及所述管道运行数据中的材料参数和运行采集数据，对所述BOSS头区域模型进行温度场分析、热应力分析和机械载荷分析，得到应力结果；
运用应力强度因子分析法，对所述应力结果进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到裂纹评价结果；
对所述裂纹评价结果进行断裂分析，输出与所述核电站BOSS头对应的焊缝力学评估结果。
8.如权利要求7所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述根据所述模型约束条件以及所述管道运行数据中的材料参数和运行采集数据，对所述BOSS头区域模型进行温度场分析、热应力分析和机械载荷分析，得到应力结果，包括：
根据所述材料参数和所述模型约束条件，对所述BOSS头区域模型进行多维度结构单元划分，划分出温度场模型、热应力场模型和机械载荷应力模型；
对所述温度场模型、所述热应力场模型和所述机械载荷应力模型进行评定路径识别，识别出多个评定路径；
根据所述运行采集数据，对各所述评定路径进行温度场分析、热应力分析和机械载荷分析，得到与各所述评定路径对应的瞬态温度场曲线、瞬态热应力曲线和瞬态机械载荷应力曲线；
汇总所有所述瞬态温度场曲线，得到所述瞬态温度场分布，同时汇总所有所述瞬态热应力曲线，得到所述瞬态热应力分布，以及汇总所有所述瞬态机械载荷应力曲线，得到所述瞬态机械载荷应力分布；
将所述瞬态温度场分布、所述瞬态热应力分布和所述瞬态机械载荷应力分布确定为所述应力结果。
9.如权利要求7所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述运用应力强度因子分析法，对所述应力结果进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到裂纹评价结果，包括：
获取所述管道运行数据中的BOSS管道半径值和BOSS管道壁厚值；
根据所述BOSS管道半径值、所述BOSS管道壁厚值和所述材料参数中的BOSS管材料参数，识别出环向裂纹区域和轴向裂纹区域；
运用应力强度因子分析法，对所述瞬态温度场分布、所述瞬态热应力分布和所述瞬态机械载荷应力分布进行多项式拟合，并通过应力强度因子函数计算出环向裂纹应力强度因子和轴向裂纹应力强度因子；
根据所述BOSS管材料参数、所述环向裂纹应力强度因子和轴向裂纹应力强度因子，分别对所述环向裂纹区域和所述轴向裂纹区域进行疲劳裂纹扩展和应力腐蚀裂纹扩展，得到裂纹评价结果。
10.如权利要求1所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述根据所述管道运行数据和所述焊缝缺陷信息确定所述核电站BOSS头的焊缝力学评估结果之后，还包括：
在所述焊缝力学评估结果为性能合格时，根据所述焊缝力学评估结果确定在役监测方案，并根据所述在役监测方案对所述核电站BOSS头执行在役监测操作。
11.如权利要求1所述核电站BOSS头焊缝检测方法，其特征在于，所述根据所述堆焊修复参数对所述核电站BOSS头执行预设堆焊操作之后，还包括：
对所述核电站BOSS头再次进行相控阵超声无损检测，获取所述核电站BOSS头进行所述预设堆焊操作之后的堆焊层所对应的堆焊修复缺陷信息；
在所述堆焊修复缺陷信息中不包含所述预设焊缝缺陷时，确认所述预设焊缝区域的堆焊修复合格。
12.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，其特征在于，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如权利要求1至11任一项所述核电站BOSS头焊缝检测方法。
13.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，其特征在于，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1至11任一项所述核电站BOSS头焊缝检测方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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