探究核用锆合金棒材表面斜槽伤的超声检测

【摘  要】锆合金棒材是现阶段核反应堆组件中的重要组成部分，有着阻止反应物溢出的作用。因此在对锆合金棒材的使用也有着十分严格的标准。超声检测则是对核用锆合金棒材表面所出现的斜槽伤进行检测的重要手段。为了进一步确定超声检测的相应工艺参数，并对检测方法进行优化，本文进行了深入的技术分析，并对其应用效果进行了针对性分析，旨在为行业提供更好的质量检测方案。

【关键词】核用锆合金;斜槽伤;超声检测

1.超声检测在核用锆合金棒材中的技术分析

在核用锆合金材料的应用中，对其表面缺陷有着建较为严格的检测标准，锆合金棒材产品质量水平的高低，直接影响着核反应堆组建是否可以达到相应的生产标准。因此，为了进一步检测出何用锆合金棒材表面存在的斜槽伤等缺陷，对其检测标准进行了确定，即人工伤棒表面与加工棒材有着相应的角度轴向，且表面斜槽伤中的倾斜角为1°，锆合金棒材中的刻槽回波幅值信号等缺陷是不允许存在的。在检测方式上，由于会产生一定程度的波形干扰，且锆合金棒材的探头与锆合金棒材的表面存在着较大差异，不易耦合。基于上述几点，在进行超声检测的过程中，需要通过水浸法以及聚焦法两种方式对棒材与探头之间的耦合问题进行针对性的检验，在大曲率的相关检测环节下，可以借助声束聚焦来减少声能的损失，提高相应灵敏度。一般情况下，在进行纵向人工缺陷的检测中，可以对所使用的超声检测探头进行一定角度的偏移，并通过检测过程中所产生的多边形横波，对核用锆合金棒材中所存在的纵向人工缺陷进行分析检测。而在核用高金内部或是表面所存在的横向缺陷等，则可以通过超声检测探头倾斜过程中所产的折射声束，进行进一步的缺陷分析具体如下图所示：

在对过往核用锆合金棒材表面斜槽伤的超声检测中发现，对于直径较小的锆合金棒材，我国相关行业并未涉及和开展，但仍有较为广阔的发展空间。在进行常规超声波检测的过程中发现，在锆合金棒材实际加工的过程中，纵向缺陷是较为常见的表面斜槽伤，因此在进行检测设计的过程中，多是通过较为特殊的角度对却像进行控制。由此可见，在对直径较小的锆合金棒材表面斜向刻槽进行检测的过程中，可以通过偏心调试与轴向声束相结合的方式来获取最佳的检测角度需求。简言之，在检测的过程中，声束可以通过垂直方向传播的方式形成一个更为科学的椭圆形传播路线。

2.超声检测在核用锆合金棒材中的应用效果分析

在對超声检测工艺参数的调试和确定中，对核用锆合金棒材表面斜槽伤进行了动态性的多次测试，其检测结果满足了相应技术要求。在调整探头轴向角度的过程中，分别进行了45°、150°的动态测试，并将斜向槽上样棒的相关结果做出了针对性的动态测试记录，具体如下图所示：

通过对上述动态测试图分析发现，在确定超声检测探头角度的过程中，不同角度的人工伤检存在着较为明显的效果差异。由此可见，在未来核用锆合金棒斜槽伤超声检测的过程中，通过正反两个不同的方向，进行针对性的缺陷检测是十分重要和必要的。

3.超声检测在核用锆合金棒材中的实践应用

现阶段的核用锆合金棒材在生存的过程中，多采用旋锻的方式进行进一步的加工。因此，若在前期生产制造的过程中产生了一定的点坑或是划痕等缺陷，则在后期处理和加工的过程中，会出现不同程度的轴向表面缺陷。由此可见，在未来超声检测在核用锆合金棒材中的实践应用过程中，可以采用纵波检测的方式对核用锆合金棒材的内部质量进行进一步的控制和提升。在经过大量的实验研究后发现，此检测方式对于锆合金棒材的缺陷不能有效得出相应的结果。因此，在探究核用锆合金棒材表面斜槽伤的超声检测的过程中，进行斜向槽伤的相应工程设计是有着重要的价值和意义，可以对整个核用锆合金用材起到良好的质量保障。不仅如此，在未来核用锆合金棒材的生产和应用过程中，通过超声检测探头轴向角度变换的方式，可以对锆合金棒材表面斜槽伤进行更为细致和科学的检测，这也是维拉行业发展中的重要步骤。

4.结语

综上所述，随着我国科学技术的不断优化和发展，相关行业领域对于核用锆合金棒材的质量也有着更为严苛的要求。通过超声检测的方式对核用锆合金棒材进行检测，其检测的过程和结果较为稳定和可靠，在达到相应检测要求的基础上，也保障了核用结构材料的质量水平。值得在未来行业发展中进行大面积的推广和广泛的应用。这不仅代表着我国核用锆合金棒材表面缺陷检测技术的发展，更促进我国核领域的整体性优化提升。

参考文献：

[1]许妍，李恒羽，冯辉，et al.核用锆合金棒材表面斜槽伤的超声检测[J].期刊论文，2015，37（8）：76-79.

[2]李恒羽.锆合金管材超声波检测置信区间评估分析[J].无损探伤，2015，39（3）：38-40.

[3]欧江武，韩承，夏健文.核用小直径锆合金棒材超声探伤方式分析[C]// 中国核学会2017年学术年会.0.

[4]夏健文，韩承.核燃料锆合金包壳管的超声波探伤[J].核动力工程，2016（3）：122-126.

[5]秦晓旭.基于超声非线性响应的金属表面微损伤检测[D].2017.

作者简介：

周尧，男，1984.03.07，河南巩义，本科，研究方向：锆及锆合金材料方面和质量无损检测方面。

（作者单位：国核宝钛锆业股份公司）