[发明专利]辐照条件下粘接界面状态的原位表征方法

说明书

本发明涉及粘接界面状态的原位表征方法，具体涉及一种辐照条件下粘接界面状态的原位表征方法。本发明的目的是解决现有方法中存采用射线探伤方法时，依赖辐射源等大型专用设备，服役现场的展开受到空间限制，使用便利性不足，采用超声探伤方法时，辐照条件下对人员防护要求高且难以满足长期使用的要求，采用结构动力学分析时，传感器及其粘贴用胶粘剂的辐射耐受性需专门研究的技术问题，提供一种辐照条件下粘接界面状态的原位表征方法。该方法以涉及辐照条件的核电设备等为主要应用对象，通过粘接界面取样、典型状态的标定、服役现场非接触原位检测等步骤，实现了非接触、无人化、简单、安全可靠、及时的粘接界面状态表征。

技术领域

本发明涉及粘接界面状态的原位表征方法，具体涉及一种辐照条件下粘接界面状态的原位表征方法。

背景技术

粘接结构由不同材料粘接组成，可同时实现工程结构领域的承载、密封、防热等功能。其几何构型的非连续特征以及物理属性的强间断属性，导致粘接界面存在较高的机械应力、引发粘接界面微裂纹等缺陷。

对于核电管路结构和防护涂层等粘接界面，微裂纹等缺陷的产生会引起服役状态与设计状态的偏离，严重时影响服役可靠性，故对辐照条件下粘接界面状态进行原位表征，成为开展完好性分析、避免结构失效的基本需求。

现有的粘接界面状态原位表征方法主要有射线探伤、超声探伤以及结构动力学分析三种方法。

射线探伤：采用射线层析成像技术对浇注型固体发动机的衬层与药柱的粘接界面进行研究，分析冷冻实验前后粘接界面状态的差异及缺陷识别。其缺点是，射线探伤依赖辐射源等大型专用设备，服役现场的展开受到空间限制，使用便利性不足。

超声探伤：设计对比试块，利用超声波探伤研究触头CuW/Cu(CrCu)接合面的非理想情况。其缺点是，超声探伤以手持操作为主，辐照条件下对人员防护要求高且难以满足长期使用的要求。

结构动力学分析：从固有频率、阻尼比等结构动力学特性出发，研究混凝土料与粗骨料粘接界面状态与混凝土结构传递函数的相关关系。其缺点是，结构动力学分析方法需在粘接界面附近粘贴位移传感器或应变传感器等传感器阵列，传感器及其粘贴用胶粘剂的辐射耐受性需专门研究。

发明内容

本发明的目的是解决现有辐照条件下粘接界面状态的原位表征方法采用射线探伤方法时，依赖辐射源等大型专用设备，服役现场的展开受到空间限制，使用便利性不足；采用超声探伤方法时，辐照条件下对人员防护要求高且难以满足长期使用的要求；采用结构动力学分析时，传感器及其粘贴用胶粘剂的辐射耐受性需专门研究的技术问题，提供一种辐照条件下粘接界面状态的原位表征方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种辐照条件下粘接界面状态的原位表征方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)粘接界面取样

参照目标粘接界面辐照失效机理及退化规律，对辐照后的真实构件粘接界面的典型状态部位进行切割取样，利用所取样品制备典型状态下的表证件，将表证件的数量记为n，各件编号为1，2，…n，其中n≥3；

2)标定典型状态

2.1)基于激光诱导瞬态光栅光谱的信号分析

采用激光诱导瞬态光栅照射步骤1)制备的表证件1，利用光谱分析设备获得表证件1的光谱图，对光谱图中的特征信号进行非接触式拾取，将典型状态特征信号数据标记为DI-1，将激光诱导瞬态光栅所用的激光参数标记为 PaI；

2.2)定义失效等级

2.2.1)采用微焦点断层扫描设备对表证件1进行粘接界面的扫描及三维重构，按照目标粘接界面辐照失效机理及退化规律，对重构的粘接界面进行状态标记，并定义失效等级为Da-1；