超声技术在核电无损检测领域的适应性发展

超声技术在核电无损检测领域的适应性发展

崔涛

（山东核电有限公司265116）

摘要：超声检测即通过超声波对材料质量进行检测与评估的技术。超声检测技术因其操作简单、灵敏度高、经济适用且辐射较少等优势受到了人们的大力青睐，因此，其已经被广泛应用于包括核工业在内的工业领域中。本文从核电设备材料及其结构特征入手，通过对核电站无损检测要求进行分析，探究超声检测技术在核电无损检测领域的适应性发展，力争推动超声技术发展。

关键词：超声技术；核电；无损检测；适应性发展

为了保证工程材料的完整可靠，无损检测技术发挥了其作用，由此可见，核电站的无损检测技术对维系核电站的安全稳定运行至关重要。而超声检测技术作为核电站常规无损检测方式之一，其可以有效对核电材料及其结构质量进行有效检测，下面就对超声检测技术的适应性发展展开具体论述。

一、核电设备材料及其结构特征

由于高温、高压、腐蚀、辐射等特殊工作环境影响，核电站对材料质量有着极高的要求。核电材料的选择不仅要考虑其力学性能，从其塑性、硬度、韧性以及强度等多方面进行评估，同时也要对锻造、铸造以及焊接等工艺性能进行优化升级，充分兼顾辐射对材料及其结构造成的影响，以及腐蚀引发的材料性能改变。除此之外，材料与材料之间等相容性、材料的性价比都是核电材料筛选过程中的重要考虑因素。核电站的常用金属包括不锈钢、低合金钢以及锆合金等。

核电站中包含了诸多元件，若想保障核电站的安全稳定运行，前提就是要结合其元件的位置、功能以及使用情况等进行认真筛选。核电站的回路系统结构使用了大量耐高温、抗腐蚀、抗辐射的材料。同时，为了满足核电站的特殊加工要求，多数结构都在采用整体结构，避免机械连接部位由于时间较久出现故障。不同的材料及其结构，加工工艺也不尽相同，这些特征都为无损检测工作带来了巨大的挑战与困难。

二、核电站无损检测要求

无损检测技术作为产品质量及其工艺控制的重要手段，在工业领域实现了广泛应用。结合核电站的材料及其各元件的特征，通过科学可行的无损检测方法，制定合理的检测流程，并选用恰当的检测器材，避免在检测过程中对部件造成不必要的损害。检测过程中，检测人员要严格遵守核电站的各项检查规定，结合检查计划有序开展无损检测工作。

由于核电站内具有较强的放射性物质，设备长期处于特殊环境下进行工作。因此，为了保障核电站的检测与运行安全，在核电运营过程中，要对检测流程进行合理设计，从设备制造、安装到后期运行，务必要小心谨慎、精益求精。设备制造过程中要求对各构成元件进行二次核对，旨在证明生产设备符合各项使用标准。安装过程中要对各元件进行现场检验，从材料的焊缝入手，检验其材料质量，并对各零部件中可能存在的问题进行逐一排查，保证其质量合格。

核电站的回路系对无损检测提出了十分严格的工艺要求。核电设备所使用的检验方法、设备仪器以及检验工艺都要兼备高度的安全性以及灵活的敏感度。相关操作人员只有具备了专业的检查资质以及丰富的现场经验才能担此重任，随着不断的经验积累，以及对新型无损检测技术的学习，才能有效保障我国核电站的安全运行。

三、超声检测技术在核电无损检测领域的适应性发展

（一）超声相阵控技术

超声相阵控技术作为一种新型的超声检测技术，利用超声阵列环能器中各阵元进行相控阵控制，保证阵元中发出的超声波得以聚焦，实现相位与幅度的统一协调。利用调节聚焦点，对其部件进行检测，保障检测结果准确率的同时，提高检测敏感度。

自从超声相阵控技术问世以来，其已经迅速成为各界的研究热点，包括对超声相阵控技术系统的完善与优化、控制电路的制造与生产测试等方向。最初，超声相阵控技术被应用于医学领域，随着电子科技的兴起，其开始转向工业领域的应用与发展。包括航天航空、机械造船以及核工业等多项领域。

超声相阵控技术作为一种新型无损检测技术，得到了社会各界的大力青睐，各专家学者对投入了大量精力对其进行研究与完善。重点围绕其检测结构成像技术以及检测目标定位等问题进行进一步研究。以汽轮发电机叶片的检验为例，超声相阵控技术技术不仅可以实现精准的检验，同时也能有效避免对叶片的伤害，极大化彰显了超声相阵控技术的优势所在。

（二）激光超声技术

高能量的激光脉冲会在与物质表明接触过程中产生特热性区，热量的极具扩散将会直接引发热应力作用，继而产生超声波。通过对超声波的检测进而对材料质量进行检测，这就是激光超声技术的运行原理。相比较于传统的超声检测技术而言，激光超声技术具有速度快、精度高等多项优势。

科技的发展让激光超声技术打破理论束缚，被广泛应用于工业领域的无损检测工作中。由于其对材料检测精度较高，以及对复杂几何结构检测的明显优势，在工业领域中得到了一致好评。激光超声技术可以适用于各种特殊环境，例如高温、高压以及强辐射等，激光超声技术在无损检测领域的研究与发展，必将对我国核电发展起到巨大推动作用。

（三）电磁超声技术

通过洛仑磁力促进伸缩效应从而进一步产生超声波，进而对金属导体开展检测，这就是电磁超声技术的工作原理。与传统超声检测技术相比，电磁超声技术具备速度快、无污染等特点，因此，更加适用于生产线以及高温环境下的各项无损检测。

作为新型无损检测技术的一种，电磁超声技术在钢管管材检测及焊缝检测中凸显了自身的巨大优势。然而，电磁超声技术的敏感度过高，加之其易被环境因素所影响，降低转能效率、信号接收不佳。因此，这也成为了电磁超声技术的未来改进方向。

现阶段围绕电磁超声技术开展的研究主要有激发装置的优化、回拨信号的处理以及电磁超声导波技术的发展等。由于其不稳定性，加之科学论断的缺乏，目前电磁超声技术并未列入核电无损检验技术中。随着未来电磁超声技术的发展，在不久的将来，其必定会成为核电无损检测技术的有效补充。

总结

综上所述，由于核电站具有其自身特殊的运行情况需求，因此，要在保证其运行安全的情况下，提高其运行稳定性，这就对其中使用的材料及其结构提出了更高的要求。无损超声技术得以兴起，旨在保护材料的同时提高检测结果准确性，因此，要对超声技术进行深入的研究，促进超声技术得以发展进步。

参考文献

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