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小型涡流实时可视化回顾
使用固态霍尔传感器阵列对小口径管道系统中的涡流进行实时可视化的回顾 J. Lee、C. S. Angani、J. Kim、M. Le，朝鲜大学，韩国 Hwa Sik Do，韩国电力公司，韩国 摘要 小口径管道系统是核电站 (NPP) 热交换器的重要组成部分，例如蒸汽发生器 (SG)，其中的压力和温度非常高。这些条件会促使裂纹的产生和快速扩展，从而降低管道质量并威胁系统的完整性。几十年来，人们开发和改进了不同的 NDE 系统和探头，以应用于 SG 评估，例如用于实时检查裂纹的线轴探头、电动旋转饼线圈、X 探头和磁性摄像机。磁相机由固态磁场传感器阵列组成。根据传感器阵列的排列方式，开发了不同类型的传感器阵列，并对其进行了分类，以用于不同的应用，例如线性集成霍尔传感器阵列 (LIHaS)、区域型集成霍尔传感器阵列 (AIHaS)、线轴型集成霍尔传感器阵列 (BIHaS) 和圆柱型集成霍尔传感器阵列 (CIHaS)。本研究回顾了用于评估 SG 缺陷的线轴型磁相机的开发。使用霍尔传感器阵列可以提供具有高空间分辨率的大面积检查。传感器的高空间分辨率优势使得裂纹评估变得简单可靠。所提出的磁传感器阵列用于检测小口径管道的内径 (ID)、外径 (OD) 和周向应力腐蚀裂纹。准备了两种样品，铜和钛合金，以验证磁相机的有效性。成功检测到由于应力腐蚀裂纹引起的扭曲磁场图像并估计了裂纹体积。结果表明，该技术可以成为核电站中 SG 的无损检测的潜在工具。简介 管道结构在大型工业结构中起着关键作用，例如发电厂、石化厂、石油炼油厂和天然气加工厂 [1]。例如，用作核电站热交换器的小口径管道系统。SG 是核电站最关键的部件，它们在高温和高压等极其恶劣的条件下运行，这些条件往往会加速流动腐蚀 (FAC)、应力腐蚀开裂 (SCC) [2]。小由此可能引发裂纹，并可能导致灾难性故障或工厂紧急停机。因此，为了确定结构的可靠性和经济可行性，NDT 是检测和评估结构损坏程度的有效技术。因此，快速准确地检查管道中的裂纹或缺陷对于防止故障非常必要。SG 通常采用奥氏体镍铬基高温合金和非铁磁性钛合金制造。通常，核电站安装 2 至 4 套 SG 管，每套由 3,000 至 16,000 根管组成，SG 直径约为 20 毫米，长度约为 21 米 [3, 4]。几十年来，涡流检测 (ECT) 已可靠地应用于无损检测领域，线轴探头已成为 SG 和热交换器管道常规检查的行业标准 [5, 6]。线轴探头非常可靠，可用于量化体积缺陷，例如微动磨损和点蚀，相反，它们不适合检测周向裂纹 [7]。此外，ECT 需要很高的检查技能来分析和评估数据 [8, 9]。
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图表列表 图 1。组合技术传感器。（照片由瑞士 U ZNACH 的 ASIM T ECHNOLOGIES 提供）。.................................................................................................................................... 3-3 图 2。单车道和多车道高速公路的路管配置。（照片由俄勒冈州塞勒姆的 T IME M ARK , IN C . 提供）。........................................................................................................... 4-2 图 3。JAMAR TRAX-III 计数器的前面板显示。（图片由宾夕法尼亚州霍舍姆的 JAMAR T ECHNOLOGIES, IN C. 提供）...................................................................................................... 4-3 图 4。感应环路检测器安装的主要组件............................................................................................. 4-4 图 5。铁质金属车辆中的磁偶极子引起的地球磁场中的磁异常。................................................................................................................................... 4-7 图 6。当车辆进入并穿过磁传感器的检测区时，地球磁场的畸变。（绘图由 N U-M ETRICS，UNIONTOWN，PA 提供）。4- 8 图 7。双轴和三轴磁通门磁力计传感器。............................................................................. 4-10 图 8。感应磁力计传感器。................................................................................................ 4-11 图 9。安装在路基中的铝槽中的 V IBRACOAX 压电传感器。（图纸由 IRD, I NC ., S ASKATOON , SK 提供）。................................................................................ 4-13 图 10。安装在路基中的 ROADTRAX 压电 BLC 传感器（ROADTRAX，1995-1996）。.................................................................................................... 4-14 图 11。B 端板传感器。（照片由 IRD, IN C., SASKATOON, SK 提供）。.................... 4-23 图 12。B 端板或 WIM 系统称重传感器（典型）............................................................................. 4-24 图 13。LINEAS 石英传感器（图纸由瑞士 INTERTHUR 的 K ISTLER INSTRUMENTS AG 提供）。带有全长压电传感器的 WIM 安装 ...................................................................................................... 4-25 图 14。................................................................................................................................. 4-26 图 15。电容垫传感器连接到数据分析设备。（照片由 L OADO M ETER , C ORP ., BALTIMOER , MD 提供）............................................................................................. 4-28 图 16。三线视频图像处理器。................................................................................................... 5-3 图 16。视频图像处理器（也称为机器视觉处理器）........................................ 5-3 图 17。视频图像处理器（续）。................................................................................................ 5-3 图 18。用于车辆检测、分类和跟踪的概念图像处理。(K LEIN , 2006) .................................................................................................................................................... 5-5 图 19。四个 VIP 和电感环路检测器的车辆数量比较 ........................................................................ 5-9 图 20。车辆速度与 .照明 VIP 测试结果 ............................................................................................. 5-11 图 21。车辆数量与 .照明 VIP 测试结果 ............................................................................................. 5-11 图 22。车辆数量与 .速度 VIP 测试结果 .................................................................................. 5-12 图 23。微波雷达操作。......................................................................................................... 5-14 图 24。使用 FMCW 微波存在检测雷达进行速度测量 ........................................... 5-15 图 25。FMCW 微波存在检测雷达的侧装配置说明多车道车辆检测。（照片由加拿大多伦多 EIS 提供）...................................................................................................................................... 5-16 图 26。恒定频率波形...................................................................................................................... 5-17 图 27。多普勒微波雷达传感器。................................................................................................ 5-17 图 28。存在检测微波雷达传感器 ........................................................................................ 5-18 图 29。激光雷达光束几何形状。（绘图由 OSI Laserscan 公司提供，佛罗里达州奥兰多）.......... 5-18 图 30。激光雷达传感器。........................................................................................................................... 5-18 图 31。被动红外传感器 ............................................................................................................................. 5-20 图 32。车辆和路面发射和反射能量 ............................................................................................. 5-21 图 33。被动红外传感器中的多个检测区域配置 ............................................................................. 5-21 图 34。超声波传感器 ............................................................................................................................. 5-25 图 35。超声波测距传感器的安装。（由密歇根州安娜堡的微波传感器公司提供）...................................................................................................................................... 5-26 图 36。声学阵列传感器。......................................................................................................................... 5-29