CIVA仿真软件在核电厂汽轮机叶根相控阵检测中的应用201

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1、CIVA仿真软件在核电厂汽轮机叶根相控阵检测中的应用陈冰川，陆文杰，汪明辉(国核电站运行服务技术有限公司，上海200233)摘要：超声相控阵技术已经逐渐应用在核电厂汽轮机叶根裂纹的定期无损检测上，为了优化检测工艺以及辅助超声信号分析，采川CIVA软件对相控阵检测汽轮机叶根进行了仿真模拟。结果表明，CIVA软件可准确、高效地为相控阵检测叶根的T艺设计、数据分析提供依据，具冇一定的应用价值。关键词：CIVA；仿真软件；叶根；超声相控阵ApplicationofCIVAsimulationsoftwareinphasedarray

2、inspectionturbinebladerootinthenuclearpowerplantCHENBing-chuan,LUVVen-jie,WANGMing-hui(StateNuclearPowerPlantServiceCompany,Shanghai200233)Abstract:UltrasonicphasedarraytechnologyhadbeengraduallyappliedinNDTofnuclearpowerplantturbinebladeroot,inordertooptimizethein

3、spectionprocessandaidultrasonicsignalanalysis,CIVAsoftwarehadbeenusedbysimulatinginphasedaiTayinspectionturbinebladeroot.TheresultsshowthattheCIVAsoftwarecanaccuratelyandeffectivelyprovidetheinspectionprocessdesignanddataanalysisforphasedarrayinspectionbladeroot,an

4、dhadvaluableapplication.Keywords:CIVA;Simulationsoftware;Bladeroot;Ultrasonicphasedarray1、研究背景核电厂的汽轮机转子在停堆大修期间，需要在不拆卸叶片的前提下对其进行无损检测，检测叶片根部是否有微裂纹存在。在汽轮机叶根所采用的多种无损检测方法屮，采用超声相控阵检测方法已经成为趋势2],因为相控阵较常规超声方法具冇可激发不同角度的声束，扇扫速度快，探头小巧灵活，适于在叶片的狭小空间内进行检测等特点。采用超声相控阵检测叶根时，将相控阵探头放置

5、在叶片上，探头发射的声束指向叶根，经过设置相控阵扇扫角度后，可覆盖叶根上容易产生裂纹的齿槽应力集屮区域。图1枫树型叶根第一齿根处真实裂纹（渗透检测）图3相控阵探头在叶片外弧而的检测出于叶根齿槽弧面变化所造成的复杂结构，相控阵检测时的扇扫视图所显示的缺陷信号与齿槽结构信号仍不易区分，尤其是探头放置在叶片上检测切向装配枫树型叶根的齿椚上的缺陷时，齿槽的结构信号对临近的缺陷信号的识别有很大的干扰。所以若能事先仿真模拟叶根相控阵检测，对模拟回波信号和结构信号进行分析，将冇助于现场检测时对相控阵信号的正确辨别。2、仿真模拟和对比实验方

6、法CIVA仿真软件是由法国原子能委员会(CEA)研发的一款专业无损检测仿真软件，英超声检测模块包括声束模拟以及缺陷响应两个功能，声束模拟功能主要是为了选择合适的检测工艺参数，供试验人员设置检测参数；缺陷响应功能主要是为了模拟真实缺陷的信号反馈情况，供信号分析人员作为参考。3D模型显示区文件管理圈S

7、件密匙。仿真模拟开始时打开CIVA10软件，界面如图4所示，其界面上分为多个区域，主要包括参数设置区，3D模型显示区，设置选项区，声束显示设置区，以及右侧的文件管理器和视图浏览器。参数设置时首先在试块设置界面内导入根据对比实验用叶根所建立的3D模型参数，并设定其材质以及声学参数值；然后利用所建立的叶根模型，在缺陷设置界面中输入人工槽的位置尺寸等参数信息，槽的高度设置为0.5mm,这符合工程现场检测要求检出的微裂纹尺寸，人工槽的位置均匀分布在叶根内、外弧的第一级齿槽的圆弧过渡区域，模拟叶根裂纹的初期萌牛状态，人工椚的分布情况模

8、型如下图5所示：叶片外弧面图5汽轮机转子叶根试块模型上的相控阵探头及人工槽位置图6汽轮机转子叶根试块上的人工槽位置依次完成探头设置、相控阵设置、计算参数设置等过程。根据CIVA软件的声束模拟功能，确定了表1中的参数，并在叶根模型上调节探头位置，设置楔块能够与叶片完全耦合，利用相控阵的声束角