2013遠東論壇大會報告：材料老化現(xiàn)象的特征與疲勞及破裂

只看該作者 · 2013-2-15 19:15:57

德國核安全研究計劃中電磁無損檢測的研發(fā)——材料老化現(xiàn)象的特征與疲勞及破裂的在線監(jiān)測

報告人：Dr. Gerd Dobmann（德國）

報告摘要——顯而易見的事實是：為世界范圍的核能技術服務是NDT/NDE發(fā)展的重要推動力，這一點同樣適用于德國。對于材料不均勻性（不同質(zhì)或缺陷）的無損檢測檢測、定性與定量的最為相關的任務，例如LIT和采用相控陣換能器成像等無損檢測技術和方法，又例如SAFT（合成孔徑聚焦技術）缺陷重構算法，以及應用于蒸汽發(fā)生器換熱器管的渦流檢測探頭和多頻方法的渦流檢測技術（ET）是研發(fā)的關注點。

但是，德國也曾殷切需求發(fā)展無損檢測技術用于表達核部件材料的性能特性。基本觀點是采用無損檢測技術，以便對能表達微觀結構和荷載誘發(fā)應力與殘余應力的特性的一次回路部件進行在役檢查。特性表達應包括諸如硬度等機械性能，諸如屈曲和拉伸強度等強度，以及諸如夏比能量和端口外觀轉(zhuǎn)變溫度等韌性性能。

自1976年開始，3MA（Micromagnetic, Multiparameter, Microstructure and Stress Annalysis.——微磁、多參數(shù)、微觀結構與應力分析）方法逐漸發(fā)展。3MA在測量增量磁導率、渦流阻抗的巴克豪森噪音，以及磁切線場強度的諧波分析，動態(tài)測量或也可稱之為增量磁致伸縮等微磁無損檢測技術中有其基礎。所有這些技術需要材料的磁滯回線在檢查的前提下進行局部磁化，因此3MA僅適用于鐵磁性材料。這些技術收集由布洛赫疇壁和微觀結構參數(shù)（諸如空位、固溶原子、轉(zhuǎn)位、析出、增益、相界和應力場等晶格缺陷）相互作用生成的信息。采用的磁化過程是可逆與不可逆過程。因此收集的信息各不相同且冗余，有助于提高預測的統(tǒng)計顯著性，并抑制擾動影響。3MA適用于表達壓力容器和管線鋼的老化現(xiàn)象，諸如熱老化和中子減速以及當熱老化和低周疲勞迭加時的材料狀態(tài)。奧氏體不銹鋼的材料狀態(tài)的表達在很大程度上取決于化學組分，例如材料在接觸到機械靜態(tài)負載或循環(huán)負載時，是否會與相變發(fā)生局部反應，變成bccα’馬氏體。相變微觀結構是鐵磁體，因此可采用3MA技術。在其它所有情況下，例如飛行測量時采用UT作為表達交叉變形的特性。如果機械負載處于高溫(300°C)環(huán)境下，則采用EMAT。

利用NDT的機械無損測試技術進行監(jiān)測能明顯增加所獲得的信息內(nèi)容。疲勞與斷裂的機械測試已經(jīng)應用于在線監(jiān)測。