[发明专利]引入多介质单元的指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法

说明书

引入多介质单元的指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法：首先得到退化磁矢量位法离散控制方程；其次在指套管磨损不规则缺陷的单元属性中引入同时含有基材和缺陷的多介质单元，依据多介质单元中高斯积分点位置的所属区域判明高斯点位置处的电导率和磁导率属性，进而对退化磁矢量位法离散控制方程过程进行修正；然后根据实验系统得到涡流检出信号；最后根据共轭梯度算法得到指套管不规则磨损缺陷的实际尺寸；在指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法中引入多介质单元后，可以在保证涡流无损检测方法针对指套管不规则磨损缺陷的重构精度的前提下合理增大单元的尺寸使单元总数明显减少，有效提高计算效率；因此本发明具有非常高的实用价值。

技术领域

本发明涉及基于电磁方法的缺陷定量无损检测技术领域，具体涉及引入多介质单元的指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法。

背景技术

随着近年来我国对核电事业的大力投入，核电站数量和装机容量持续增加。然而，2011年发生的福岛核电站事故再次证明，核电安全问题需得到社会各界人士的高度关注。在核电站安全管理中，定期无损检测是确保系统安全运行的重要手段。指套管是核电站内的重要部件，其作用是给中子通量探测器提供进出反应堆燃料组件的通道，并且和导向管、密封段共同形成了反应堆一回路的压力边界。指套管通过底封头贯穿件进入压力容器，在堆芯冷却剂横向和轴向流动的作用下因流致振动，于通道截面突变处产生“微振磨蚀”，导致管壁发生不规则磨损。指套管因其不规则磨损缺陷而发生破损后，会引起反应堆冷却剂的泄露，泄露出来的冷却剂也会通过转换器流入其它指套管，使其它指套管亦不能正常工作，严重降低了中子通量测量系统的可用性。同时指套管管壁减薄导致的泄露也会使隔离阀附近的工作人员承受极大的辐射危害，因此对指套管管壁不规则磨损缺陷的定期检测十分必要。

目前针对指套管管壁不规则磨损缺陷的检测，一般采用涡流无损检测方法。涡流检测信号具有对材料表面缺陷十分敏感的特点，因此涡流无损检测对指套管管壁不规则磨损缺陷的检测具有非常好的优势。涡流无损检测过程中，有效的涡流信号数值计算工具对基于逆问题的指套管缺陷重构非常必要。由于指套管管壁的缺陷为不规则磨损缺陷并且指套管管壁的初始厚度仅为1.7mm，所以涡流无损检测方法的有限元数值计算中，使用常规的边界处理方法时，通常需要划分十分精细的单元才可以保证对指套管不规则磨损缺陷的建模精度和重构精度，但这将会导致单元总数异常庞大进而极大的增加了所需要的计算资源。

经过研究发现，在对指套管不规则磨损缺陷的涡流无损检测方法中引入多介质单元后，可以极大的提高指套管不规则磨损缺陷的重构精度，进而可以在保证涡流无损检测方法针对指套管不规则磨损缺陷的重构精度的前提下合理增大单元的尺寸使单元总数明显减少，有效提高计算效率。

鉴于此，本发明提出了引入多介质单元的指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法。该方法在保证对指套管不规则磨损缺陷的重构精度的前提下，可以合理增大单元划分时的单元尺寸使单元总数明显较少，进而有效提高计算效率。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供引入多介质单元的指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法。该方法具体为：首先得到退化磁矢量位法离散控制方程；其次在指套管磨损不规则缺陷的单元属性中引入的同时含有基材和缺陷的多介质单元，依据多介质单元中高斯积分点位置的所属区域判明高斯点位置处的电导率和磁导率属性，进而对退化磁矢量位法离散控制方程过程进行修正；然后根据引入多介质单元的指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法实验系统得到涡流检出信号；最后根据共轭梯度算法得到指套管不规则磨损缺陷的实际尺寸。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

引入多介质单元的指套管不规则磨损缺陷的涡流检测方法，包括如下步骤：

步骤1：根据涡流场基本方程(1)、(2)、(3)、(4)得到退化磁矢量位法离散控制方程：