ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ФАЗИРОВАННЫХ РЕШЕТОК ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ТРУБОПРОВОДОВ РЕАКТОРА ВВР-К

Первый контур атомного исследовательского реактора ВВР-К состоит из большого количества аустенитных сварных соединений различной конфигурации. Такие сварные швы демонстрируют анизотропные и неоднородные структуры с удлиненными зернами, которые могут затруднить интерпретацию данных радиографического и ультразвукового контроля. Особую настороженность вызывает корневая часть сварного шва, находящаяся под постоянным воздействием движущейся обессоленной воды, механических и термических нагрузок, которые могут вызвать возникновение и распространение трещин и эрозионных процессов. В настоящей работе рассматривается комплексный подход к исследованию дефектов аустенитных сварных соединений первого контура реактора ВВР-К, введенного эксплуатацию в 1967 г. Небольшие габаритные размеры, сложная конфигурация трубопровода, односторонний доступ, неизвестная форма шва не позволяет применять стандартизированные процедуры испытаний. Данные радиографического контроля показали наличие невыраженных протяженных несплошностей, похожих на непровары или несплавления. Для повышения надежности и экономичности контроля кольцевых сварных швов рассмотрено применение ультразвукового контроля линейной решеткой. Исследование заключалось в выборе оптимальных режимов сканирования, получения набора акустических изображений дефектов сварных соединений контрольных образцов с использованием 16-элементной ультразвуковой линейной решетки. Практическое апробирование проведено на аустенитных сварных соединениях трубопроводов ВВР-К с неметаллическим покрытием. Основные проблемы контроля трубопровода, требующие дальнейшей доработки, заключались в не высокой скорости сканирования, невозможности использования встроенной модели шва для интерпретации и определение истинных размеров дефектов. В целом, полученные в работе результаты показали достаточно хорошую выявляемость корневых дефектов и оценку их условных размеров с применением технологии фазированных решеток.

1. ISO 18563 (parts 1, 2, 3) Non-destructive testing – Characterization and verification of ultrasonic phased array equient. https://www.iso.org/standard/62896.html (дата обращения: 02.08.2021).

2. СТ РК ISO 19285–2019 Контроль неразрушающий сварных соединений Ультразвуковой контроль фазированными решетками Уровни приемки. Нур-Султан: Казстандарт, 2020. – 218 с.

3. Сергеев С. С., Никеев А. М., Сергеева О. С. Оценка метрологических возможностей комплексного ультразвукового контроля сварных соединений // Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов, – 2020. С. 177–184. URI: http://e.biblio.bru.by/handle/1212121212/13042

4. Баннуф С., Лоне С., Фуше Ф., Дельмонте Ж., Шаппа Л. Исследование возможностей моделирования для улучшения выявления плоскостных дефектов, расположенных под усадочными раковинами. // В мире неразрушающего контроля. – 2015. – № 1. – С. 44–49.

5. ISO 23864:2021 Non‐destructive testing of welds – Ultrasonic testing – Use of automated total focusing technique (TFM) and related. https://www.iso.org/standard/77203.html (дата обращения: 02.08.2021).

6. ISO 23865:2021 Non-destructive testing – Ultrasonic testing – General use of full matrix capture/total focusing technique (FMC/TFM) and related technologies. IIW International Institute of Welding. https://www.iso.org/standard/78034.html (дата обращения: 02.08.2021).

7. Rui Wang, Zhihong Liu, Jiefeng Wu, Beiyan Jiang, Bo Li, Design of DMA probe for the ultrasonic testing of CFETR vacuum vessel weld // Fusion Engineering and Design. – 2019. – Vol. 146, Part A. – P. 987–990, ISSN 0920-3796. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.01.136

8. S. Kumar, M. Menaka, B. Venkatraman, Performance comparison of phased array transducers for inspection of dissimilar welds on nuclear reactor components // Annals of Nuclear Energy. – 2021. – Vol. 162. – P. 108482, ISSN 03064549. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2021.108482

9. Kim Y, Cho S, Park IK. Analysis of Flaw Detection Sensitivity of Phased Array Ultrasonics in Austenitic Steel Welds According to Inspection Conditions // Sensors. – 2021. – Vol. 21. – No. 1. – P. 242. https://doi.org/10.3390/s21010242

10. Xiaodan Yuan A, Yuan Zhang B, Zhijun Li et al. Investigation on the Inspection Technology of GH3535 Alloy Butt Weld With Linear Array Probe, 29 September 2021, PREPRINT (Version 1) available at Research Square https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-915672/v1

11. Koskinen, A., & Leskelä, E. (2018). Phased Array Ultrasonic Sizing Performance on Artificially Produced Fatigue Cracks in Austenitic Stainless Steel Weld. 12th International Conference on NDE in Relation to Structural Integrity for Nuclear and Pressurized Components, Dubrovnik 4–6 October, 2016. https://www.ndt.net/?id=22528

12. ISO 23864:2021 Non‐destructive testing of welds – Ultrasonic testing – Use of automated total focusing technique (TFM) and related. https://www.iso.org/standard/77203.html (дата обращения: 02.08.2021)

13. ISO 23865:2021 Non-destructive testing – Ultrasonic testing – General use of full matrix capture/total focusing technique (FMC/TFM) and related technologies. IIW International Institute of Welding. https://www.iso.org/standard/78034.html (дата обращения: 02.08.2021)

14. ISO 13588:2019 Non-destructive testing of welds – Ultrasonic testing – Use of automated phased array technology. https://www.iso.org/standard/72747.html (дата обращения: 12.10.2021)

15. ISO 20890-1:2020(en) Guidelines for in-service inspections for primary coolant circuit components of light water reactors – Part 1: Mechanized ultrasonic testing. – 33 p. https://www.iso.org/ru/standard/69374.html?browse=tc (дата обращения: 20.12.2023).

16. ГОСТ Р 50.05.13-2019 Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Ультразвуковой контроль сварных соединений с применением технологии фазированных решеток. Порядок проведения. Москва. Стандартинформ. – 2019. 19 с.

17. Yassin, A., Rahman, M.S.U. & Abou-Khousa, M.A. Imaging of Near-Surface Defects using Microwaves and Ultrasonic Phased Array Techniques // J Nondestruct Eval 37, 71 (2018). https://doi.org/10.1007/s10921-018-0526-9

18. Сучков Г. М., Тараненко Ю. К., Ерощенков В.Н., Мищанчук Э.В. Ультразвуковой контроль сварных соединений с покрытием // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2016. – № 82(8). – С. 44–46.

19. Yermakov, Y., & Tivanova,O. (2010). Capabilities of the Method for Assessment of Deformation under Stress at Inspection of Nuclear Power Facilities. 10th European Conference on Non-Destructive Testing, Moscow 2010, June 7-11. https://www.ndt.net/?id=9273

20. СТ РК ISO 5579–2017 Контроль неразрушающий Радиографический контроль металлических материалов с использованием радиографической пленки и рентгеновского или гамма-излучения Основные правила. Астана: Госстандарт, 2017. – 44 с.

21. ГОСТ ISO 17636-1-2017 Неразрушающий контроль сварных соединений. Радиографический контроль. Часть 1. Способы рентгенои гаммаграфического контроля с применением пленки. – М.: Стандартинформ, 2018. – 31 с.

22. C. A. Galán-Pinilla, L. A. Quintero-Ortiz, J. O. Herrera-Ortiz, Dimensional characterization with Phased Array Ultrasonic testing of induced discontinuities in ASTM A36 steel by EDM and SMAW welding processes // Rev. UIS Ing. – 2021. – Vol. 20. – No. 3. –P. 147–154. https://doi.org/10.18273/revuin.v20n3-2021010

23. Ермолов И. Н., Вопилкин А.Х., Бадалян В.Г. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии (краткий справочник). М.: НПЦ НК «ЭХО+», – 2000. – 109 с.

24. Jiang X., Jia J., Mao X. -h., Han d Q. -b. Simulation of Modified Absolute Arrival Time Technique for Measuring Surface Breaking Cracks // 2018 IEEE Far East NDT New Technology & Application Forum (FENDT), – 2018. – P. 170–174. https://doi.org/10.1109/FENDT.2018.8681956