燃料包壳管超声波幅与缺陷深度对应关系

摘要

燃料包壳管作为燃料芯块的密封外壳,长期运行在高温、高压、强辐照、循环水流冲刷及腐蚀等恶劣环境下,其一旦破裂,将污染整个回路.为保证包壳管的安全性和可靠性,在其生产制造过程中,往往采用多种检测方法对其进行检测,而超声波检验是非破坏性检验最有效、工程应用最多的手段之一.超声波检验主要是通过将包壳管内自然缺陷的反射波幅与标准伤的反射波幅进行比较来判定包壳管的合格性.根据超声波检测理论可知,自然缺陷反射波幅的高低与缺陷形状、取向、尺寸(长度、深度及宽度)等均有关,仅仅通过缺陷反射波幅很难准确判定缺陷的实际深度.为此,本实验针对核燃料包壳管超声波检测中缺陷反射波幅与缺陷深度的对应关系开展研究,采用CIVA仿真模拟软件仿真模拟与金相解剖验证相结合的方式开展研究.研究结果表明:通过CIVA模拟发现,当缺陷取向为0～68°时,燃料包壳管超声波检验缺陷反射波幅与其深度基本成对数递增关系;金相解剖发现,总体上缺陷反射波幅随缺陷深度的增加而增大;模拟结果与金相解剖结果较吻合,原有判废线均能有效发现深度大于30μm的缺陷.