试论核用锆合金管材的涡流检测技术

【摘 要】核用锆合金管材作为特殊行业的特殊用材，通过涡流检测等相应检测方式，可以有效快速的对锆合金管材表面的缺陷进行质量检测，在提高产品质量水平的同时，可以增加产品在使用过程中的可靠性。为了进一步对核用锆合金管材涡流检测技术进行分析和研究，本文通过实验研究的方式，对涡流检测技术的工艺参数等进行了进一步的确定，旨在进一步提升核用锆合金管材的行业应用价值。

【关键词】核用锆合金;锆合金管材;涡流检测

1.涡流检测系统的组成

现阶段所使用的涡流系统检测是德国生产的相应设备，具有相应的温度自动补偿功能，并在具备高度集成的仪表化设计的基础上，确保了涡流检测系统在正常运作的过程中，可以确保检查质量和检测水平的稳定。不仅如此，在实际检测的过程中，可以通过电脑pc端口进行远程控制的方式，通过专业的软件设备的应用，让整个检测操作变得十分科学和便捷。不仅如此，此套设备包含着分选机构、探头架、主机以及动力装置等相关设备^[1]。

2.人工上样的制作和设计内容

人工上样是涡流检测系统中十分重要的步骤环节，不仅可以及时检测涡轮以及其运行的情况，还可以帮助设备进行检测参数的确定，以及相应缺陷的评定。而在人工上样管的制作过程中，还要对相应材料的表面状态以及牌号等保持较为平整的水平度。在此基础上，还需要从多个不同的方位对相关材质进行全方位的校验，确保不同方位在检测过程中有着较为相同的灵敏检测度。

3.检测技术参数的针对性选择

在运用涡流检测技术的过程中，激励频率是涡流检测中的重要参数之一。首先，在选择的过程中需要对信号与信号之间的相位差进行确定，并对缺陷信号做出有效确定，并对两个相位进行鉴别。其次，要对核用锆合金管材的内外壁中所存在的缺陷进行相应的检测^[2]。最后，要对管材的传输速度和滤波频率的进行选定。在检测速度的设定中，一般根据机械装置中的最大条件范围进行相应的设定，并进一步检验参数和相应设备的适应性。而在滤波频率的选的过程中，则需要对标准的核用锆合金进行探伤实验，并以最大新造比被检验出的内容，对频带宽度和中心频率进行设定。根据研究实验的结果显示，在核用锆合金涡流检测技术设备参数设置较为合理的状态下，其检测的信噪比有着较高的检测灵敏度，对于锆合金管材的尺寸变化可以进行一定的抑制。不仅如此，在对探头选择的过程中，需要关注以下几点：探头作为核用锆合金涡流检测技术的关键性部件，其中其检测结果的可靠性，探头的性能大多起着决定性作用。因此，在选择探头的过程中，需要对其灵敏度进行检测，确保在实际检测的过程中有着设备可以有着较高的抗干扰性。不仅如此，还要对管材的抖动干燥信號和几何尺寸的变化进行确定。具体结构示内容如下图所示：

图1 管材结构示意图

而为了进一步便于检测步骤的实时，对探头线圈也要在轴线两侧做出相应的配套导向套。这是因为导向套的内径尺寸对设备的同心度有着较为大的影响。若导向套内径中有着较大的间隙，则会降低检测的灵敏度，甚至是造成漏检或是误报的情况出现;若导向套内径中的间隙过小则会导致管材通过不够顺畅，容易造成表面擦伤的现象出现。因此，在对大量的实验研究结果分析，导向内径超过导向外径0.3mm的标准进行加工，可以取得最佳的检测效果^[3]。

不仅如此，在对电压、电网以及空间电磁干扰的抑制过程中，可以在仪器和电源之间接入精度较高的净化器。在过往检测的过程中，检测探头常采用金属屏蔽等相关技术，并对探头架和探头外壳进行接地处理。只有这样才可以确保在操作过程中避免电路安全事故的出现，从根本性提高了整个操作流程的安全性。

4.对应用效果的讨论和分析

在对核用锆合金涡流检测技术的实验研究中，通过其技术的使用，在穿过式的技术应用中，可以对管材中的划伤和空点缺陷等进行针对性的检验，并可以对管材进行连续性的圆周检测^[4]。通过此技术的检验，可以大幅度提高核用锆合金管材的质量水平。不仅如此，涡流检测技术有着较为显著的技术特点，但对于管材中所存在的纵向长条的裂纹，则容易造成一定程度的漏检。因此，在缺陷出现的过程中，可以通过在涡流检测技术的基础上增加超声波检测技术，对缺陷位置进行弥补^[5]。下图为核用锆合金表面出现粘结现象的管材，在涡流检测过程中的具体波形展示：

图2 具有粘结管材涡流检测波形图

5.结 语

综上所述，通过涡流检测技术的应用，在科学和合理的加检测参数设置下，可以实现对核用锆合金用材进行的高效自动化检测，提升工艺技术的同时，确保了锆合金产品用材的使用质量。不仅如此，在锆合金管材实际生产的过程中，通过涡流检测技术的应用，可以进一步提高对产品生产质量的监督。尽管此技术仍存在着一定的局限性，但在超声波检测技术的融合下，可以有效弥补此技术中存在的不足，值得未来行业对其进行广泛的应用。

参考文献：

[1]李恒羽，袁改焕，王德华.核用锆合金管材的超声波检测[J].无损检测，2008（04）：255-257.

[2]李恒羽，王德华，陈莉.核用锆合金管材的涡流检测技术[J].无损探伤，2007（01）：20-22.

[3]王德华，袁改焕，李恒羽.核用锆合金管材爆破试验工艺的改进[J].稀有金属快报，2006（10）：36-38.

[4]马余选，余兴旭.核用锆合金管材外表面抛光装备的研制[J].稀有金属材料与工程，2000（01）：69-72.

[5]李红英，李佩志.核反应堆燃料元件用锆合金管材的生产及检测[J].稀有金属快报，1999（04）：25-26.

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）