CN102608142A - 压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置及检测方法 - Google Patents

压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置及检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102608142A
CN102608142A CN2012100740011A CN201210074001A CN102608142A CN 102608142 A CN102608142 A CN 102608142A CN 2012100740011 A CN2012100740011 A CN 2012100740011A CN 201210074001 A CN201210074001 A CN 201210074001A CN 102608142 A CN102608142 A CN 102608142A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
pipeline
water
nuclear power
rotary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100740011A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102608142B (zh
Inventor
程晓磊
陆道纲
马忠英
王艺萍
余谦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201210074001.1A priority Critical patent/CN102608142B/zh
Publication of CN102608142A publication Critical patent/CN102608142A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102608142B publication Critical patent/CN102608142B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

本发明属于核电能源技术领域，特别涉及一种能够用于压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置及检测方法。该装置由获取与处理***、旋转式测量夹具及安装了配套软件的计算机组成；获取与处理***由移动监测平台、分别与移动监测平台连接的x射线发生装置和x射线探测装置、以及电源组成，用来测量x射线透过管道后的注量率及其衰减系数；计算机与移动检测平台连接。其主要原理是是利用不同厚度的沉积物对x射线的衰减程度不同，从而根据x射线再通过管道后的衰减情况，反推某一角度上的沉积物的厚度，经旋转测量后，得到某一单位长度的管道中各个角度上沉积物的厚度，从而得到管道在这一径向切面上沉积物的分布情况。结构简单易操作，测量精度高。

Description

压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置及检测方法
技术领域
本发明属于核电能源技术领域，特别涉及一种能够用于压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置及检测方法。
背景技术
在国家“大型先进压水堆核电站重大专项”的任务中，需要研究一回路水介质中腐蚀产物的迁移机理，建立腐蚀产物运移过程动态研究的数值模拟方法体系，揭示腐蚀产物在复杂介质环境中的分布规律，评估腐蚀产物在一回路区域残留及环境效应，建立相应的设计准则，为一回路水质管理提供决策支持。因而需要一种新的方法对核电站模型以及现场实物中的腐蚀产物沉积情况进行测量。
发明内容
本发明针对现在核电站检测设施中尚不能检测管路中腐蚀产物沉积情况的现状，提供一种压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置及检测方法。
本发明的主要原理是利用不同厚度的沉积物对X射线的衰减程度不同，从而根据X射线再通过管道后的衰减情况，反推某一角度上的沉积物的厚度，经旋转测量后，得到某一单位长度的管道中各个角度上沉积物的厚度，从而得到管道在这一径向切面上沉积物的分布情况。
本发明所述的检测装置采用的技术方案为：
该装置由获取与处理***、旋转式测量夹具及安装了配套软件的计算机组成；所述获取与处理***由移动监测平台、分别与移动监测平台连接的x射线发生装置和x射线探测装置、以及电源组成，用来测量x射线透过管道后的注量率及其衰减系数；所述旋转式测量夹具，包括一对夹环以及连接两个夹环的两根横梁，横梁与夹环间为滑动连接，x射线发生装置和x射线探测装置分别安装于两根横梁上；计算机与移动检测平台连接。
所述旋转式测量夹具的夹环上设有以角度为单位的刻度和每个刻度对应的凹槽，以保证x射线源和探测器能固定在对应的位置上进行衰减系数的测量。
所述旋转式测量夹具上设置弹簧式插锁，用来控制旋转式测量夹具的移动和固定，并配有集线环，以保证在夹具滑动时连线的稳定性。
所述旋转式测量夹具配置有多个不同厚度的垫圈。
所述旋转式测量夹具可根据实际情况再设计成在夹环上只能沿圆周滑动，改变测量径向切面要移动夹环；或是夹环自身具有一定的横向长度，夹具也可在夹环上横向移动，以测量连续的径向切面沉积物的分布情况。
本发明提供的压水堆核电站管道腐蚀产物的监测方法，包括以下步骤：
(1)对待测管道内的水和沉积物进行标定：制作一个可在两端分别固定x射线发生装置和x射线探测装置的方形容器，并在容器内注满与待测管道内来源一致的水，然后在容器底部均匀沉积一层从待测管道内取出的沉积物；
x射线通过水层的注量率I标水为：
Figure BDA0000144894100000021
x射线通过沉积物层的注量率I标沉为：
Figure BDA0000144894100000022
则计算可得：
Figure BDA0000144894100000023
其中，μ有机为x射线在有机玻璃中的衰减系数，μ沉为x射线在沉积物中的衰减系数，μ水为x射线在水中的衰减系数，I0为x射线的初始注量率，d为方形容器的壁厚，Z为方形容器内空间沿x射线方向的长度；
(2)对管道待测位置的进行垂直测量，x射线先通过厚度为
Figure BDA0000144894100000024
的有机玻璃管壁，然后穿过水层和沉积物层，最后再经过有机玻璃管壁后，被x射线探测装置接收；则x射线的注量率I4为：其中，a为管道的外径，b为管道的内径，c为沉积物的厚度；
则得到沉积物的厚度c为：
(3)对管道待测位置的进行水平测量，此位置仅存在微量的沉积物，则此处的沉积物的厚度可以忽略不计，测量得到x射线通过管道水平位置的注量率为I40，则
Figure BDA0000144894100000033
将其代入步骤(2)的公式内，可得：
Figure BDA0000144894100000034
将步骤(1)最终得到的式子代入上式，可得：
Figure BDA0000144894100000035
本发明的有益效果为：所述装置结构结构简单，装卸方便；所述方法精确度高，测量过程简单，能够有效并准确的测量核电站检测设施管路中的腐蚀产物沉积情况。
附图说明
图1是本发明所述检测装置的结构及安装示意图。
图2是本发明三维测量示意图。
图3是本发明检测时理想检测方法原理图。
图4是可在两端固定x射线源和探测器滑轨的方形容器的结构示意图。
图中标号：
1-移动监测平台；2-旋转式测量夹具；3-x射线发生装置；4-x射线探测装置；5-管道；6-水层；7-沉积物层。
具体实施方式
本发明提供了一种压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置及检测方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
本发明的结构如图1所示，该装置由获取与处理***、旋转式测量夹具及安装了配套软件的计算机组成；所述获取与处理***由移动监测平台1、分别与移动监测平台1连接的x射线发生装置3和x射线探测装置4、以及电源组成，用来测量x射线透过管道后的注量率及其衰减系数；所述旋转式测量夹具2，包括一对夹环以及连接两个夹环的两根横梁，横梁与夹环间为滑动连接，x射线发生装置和x射线探测装置分别安装于两根横梁上；计算机与移动检测平台连接。
旋转式测量夹具的夹环上设有以角度为单位的刻度和每个刻度对应的凹槽，以保证x射线源和探测器能固定在对应的位置上进行衰减系数的测量。旋转式测量夹具上设置弹簧式插锁，用来控制旋转式测量夹具的移动和固定，并配有集线环，以保证在夹具滑动时连线的稳定性。旋转式测量夹具配置有多个不同厚度的垫圈。旋转式测量夹具可根据实际情况再设计成在夹环上只能沿圆周滑动，改变测量径向切面要移动夹环；或是夹环自身具有一定的横向长度，夹具也可在夹环上横向移动，以测量连续的径向切面沉积物的分布情况。
使用时，将夹具通过垫圈固定在待测管道上，从移动测量平台上连接好射线源和探测器所需的数据线和电源线，并将移动测量平台接通市电。先将计算机和多道分析仪开机进行预载，然后打开射线源和探测器的电源，开始进行测量。测量完一个管道切面的数据后，沿管道轴向***，进而测量其它切面上的数据。
具体的检测方法为：
(1)对待测管道5内的水和沉积物进行标定：制作一个可在两端分别固定x射线发生装置和x射线探测装置的方形容器，并在容器内注满与待测管道内来源一致的水，然后在容器底部均匀沉积一层从待测管道内取出的沉积物；容器内沿x射线方向的长度Z在工艺允许的情况下要依据估算的μ沉和x射线的初始注量率I0，取一个使x射线探测装置接收到的x射线通过沉积物层的注量率I标沉为合适数值的长度；容器宽Y取适合固定滑轨的值即可；容器的高度X取便于在水层6和沉积物层7分别测量的高度即可。上述三个尺寸在设计是还有一个原则就是尽可能的小，以节省对样品的需求。
x射线通过水层的注量率I标水为：
Figure BDA0000144894100000051
x射线通过沉积物层的注量率I标沉为：
Figure BDA0000144894100000052
上面两式想出并进行计算可得：
Figure BDA0000144894100000053
其中，μ有机为x射线在有机玻璃中的衰减系数，μ沉为x射线在沉积物中的衰减系数，μ水为x射线在水中的衰减系数，I0为x射线的初始注量率，d为方形容器的壁厚，Z为方形容器内空间沿x射线方向的长度；
(2)对管道待测位置的进行垂直测量，x射线先通过厚度为
Figure BDA0000144894100000054
的有机玻璃管壁，然后穿过水层和沉积物层，最后再经过有机玻璃管壁后，被x射线探测装置接收；
经过一层有机玻璃管壁后，x射线注量率I1为：
Figure BDA0000144894100000055
按核电站的运行要求，有机玻璃管道中应注满水，因此x射线会经过一段厚度为b-c的水，则经过水层之后x射线的注量率I2为：
Figure BDA0000144894100000056
根据沉积物的具体组成成分估算出的沉积物衰减系数为μ沉，则经过沉积物后x射线的注量率I3为：
Figure BDA0000144894100000057
最后，x射线再次穿过厚度为
Figure BDA0000144894100000061
的有机玻璃管壁抵达探测器，此时的x射
线注量率I4为：
Figure BDA0000144894100000062
其中，a为管道的外径，b为管道的内径，c为沉积物的厚度；则得到沉积物的厚度c为：
Figure BDA0000144894100000063
(3)考虑到管道在加工过程中可能混入的杂质，以及不同加工工艺下形成的μ有机不同，还有a和b的实际值与标称值的偏差，由式<2>直接计算的得到的c可能会存在较大的误差。为了消除这一误差的影响，要采用零厚度标定测量法，即在开始对某处管道的沉积物厚度进行测量之前，先在其水平位置进行测量I4的值，考虑到重力因素和沉积物与管壁的吸附性，该位置仅存在着微量的沉积物，则此处的沉积物的厚度可以近似为0。这样就得到了c＝0时的I4，记为I40。
则
Figure BDA0000144894100000064
将其代入式<2>中，可得：
代入式<1>，最终可得：
这样，无需获得I0、a、b和μ有机的精确值，即可获得沉积物厚度c的值，并且在针对不同厚度的管道进行测量时也不需要a和b的值，只需要在沉积物零厚度处标定得到I40即可，同时射线在不穿过和穿过管道时径迹扩散的问题对测量精度的影响也基本可以忽略。

Claims (5)

1.压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置，其特征在于，由获取与处理***、旋转式测量夹具及安装了配套软件的计算机组成；
所述获取与处理***由移动监测平台、分别与移动监测平台连接的x射线发生装置和x射线探测装置、以及电源组成，用来测量x射线透过管道后的注量率及其衰减系数；
所述旋转式测量夹具，包括一对夹环以及连接两个夹环的两根横梁，横梁与夹环间为滑动连接，x射线发生装置和x射线探测装置分别安装于两根横梁上；
计算机与移动检测平台连接。
2.根据权利要求1所述的压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置，其特征在于，所述旋转式测量夹具的夹环上设有以角度为单位的刻度和每个刻度对应的凹槽。
3.根据权利要求1所述的压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置，其特征在于，所述旋转式测量夹具上设置弹簧式插锁，用来控制旋转式测量夹具的移动和固定，并配有集线环。
4.根据权利要求1所述的压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置，其特征在于，所述旋转式测量夹具配置有多个不同厚度的垫圈。
5.一种使用权利要求1所述监测装置的压水堆核电站管道腐蚀产物的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对待测管道内的水和沉积物进行标定：制作一个可在两端分别固定x射线发生装置和x射线探测装置的方形容器，并在容器内注满与待测管道内来源一致的水，然后在容器底部均匀沉积一层从待测管道内取出的沉积物；
x射线通过水层的注量率I标水为：
x射线通过沉积物层的注量率I标沉为：
Figure FDA0000144894090000021
则计算可得：
Figure FDA0000144894090000022
其中，μ有机为x射线在有机玻璃中的衰减系数，μ沉为x射线在沉积物中的衰减系数，μ水为x射线在水中的衰减系数，I0为x射线的初始注量率，d为方形容器的壁厚，Z为方形容器内空间沿x射线方向的长度；
(2)对管道待测位置的进行垂直测量，22kev或25kev的x射线先通过厚度为
Figure FDA0000144894090000023
的有机玻璃管壁，然后穿过水层和沉积物层，最后再经过有机玻璃管壁后，被x射线探测装置接收；则x射线的注量率I4为：
Figure FDA0000144894090000024
其中，a为管道的外径，b为管道的内径，c为沉积物的厚度；
则得到沉积物的厚度c为：
Figure FDA0000144894090000025
(3)对管道待测位置的进行水平测量，此位置仅存在微量的沉积物，则此处的沉积物的厚度可以忽略不计，测量得到x射线通过管道水平位置的注量率为I40，则
Figure FDA0000144894090000026
将其代入步骤(2)的公式内，可得：
Figure FDA0000144894090000027
将步骤(1)最终得到的式子代入上式，可得：
Figure FDA0000144894090000028
CN201210074001.1A 2012-03-20 2012-03-20 压水堆核电站管道腐蚀产物检测方法 Expired - Fee Related CN102608142B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210074001.1A CN102608142B (zh) 2012-03-20 2012-03-20 压水堆核电站管道腐蚀产物检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210074001.1A CN102608142B (zh) 2012-03-20 2012-03-20 压水堆核电站管道腐蚀产物检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102608142A true CN102608142A (zh) 2012-07-25
CN102608142B CN102608142B (zh) 2014-04-23

Family

ID=46525690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210074001.1A Expired - Fee Related CN102608142B (zh) 2012-03-20 2012-03-20 压水堆核电站管道腐蚀产物检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102608142B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104409118A (zh) * 2014-10-23 2015-03-11 华北电力大学 研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验***及方法
CN105571538A (zh) * 2015-12-25 2016-05-11 中海油能源发展股份有限公司 γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法
CN107478256A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 扬州工业职业技术学院 一种用于市政管道的检测装置
CN107561102A (zh) * 2017-07-31 2018-01-09 山东星通电讯科技股份有限公司 一种管道探伤的方法及装置
CN110836648A (zh) * 2019-11-28 2020-02-25 天津大学 管道壁厚的检测装置及检测方法
CN113984293A (zh) * 2021-12-29 2022-01-28 海默新宸水下技术(上海)有限公司 海上平台导管架漏水检测方法
CN114279373A (zh) * 2021-12-15 2022-04-05 哈尔滨工业大学 一种测量碳氢燃料在冷却通道内产生结焦层厚度的***、方法和设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000070326A1 (en) * 1999-05-18 2000-11-23 Ludowici Mineral Processing Equipment Pty Ltd Detection of circumferential erosion of a conduit
CN1830391A (zh) * 2005-03-07 2006-09-13 株式会社东芝 X射线ct装置和x射线ct装置的数据检测方法
CN1942141A (zh) * 2004-04-13 2007-04-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于计算机断层摄影的动态剂量控制
CN201583510U (zh) * 2009-12-11 2010-09-15 兰州瑞奇戈德测控技术有限公司 一种管道焊缝射线全位置检测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000070326A1 (en) * 1999-05-18 2000-11-23 Ludowici Mineral Processing Equipment Pty Ltd Detection of circumferential erosion of a conduit
CN1942141A (zh) * 2004-04-13 2007-04-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于计算机断层摄影的动态剂量控制
CN1830391A (zh) * 2005-03-07 2006-09-13 株式会社东芝 X射线ct装置和x射线ct装置的数据检测方法
CN201583510U (zh) * 2009-12-11 2010-09-15 兰州瑞奇戈德测控技术有限公司 一种管道焊缝射线全位置检测装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104409118A (zh) * 2014-10-23 2015-03-11 华北电力大学 研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验***及方法
CN105571538A (zh) * 2015-12-25 2016-05-11 中海油能源发展股份有限公司 γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法
CN105571538B (zh) * 2015-12-25 2018-01-09 中海油能源发展股份有限公司 γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法
CN107561102A (zh) * 2017-07-31 2018-01-09 山东星通电讯科技股份有限公司 一种管道探伤的方法及装置
CN107478256A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 扬州工业职业技术学院 一种用于市政管道的检测装置
CN107478256B (zh) * 2017-08-01 2021-09-03 扬州工业职业技术学院 一种用于市政管道的检测装置
CN110836648A (zh) * 2019-11-28 2020-02-25 天津大学 管道壁厚的检测装置及检测方法
CN110836648B (zh) * 2019-11-28 2021-06-04 天津大学 管道壁厚的检测装置及检测方法
CN114279373A (zh) * 2021-12-15 2022-04-05 哈尔滨工业大学 一种测量碳氢燃料在冷却通道内产生结焦层厚度的***、方法和设备
CN113984293A (zh) * 2021-12-29 2022-01-28 海默新宸水下技术(上海)有限公司 海上平台导管架漏水检测方法
CN113984293B (zh) * 2021-12-29 2022-04-22 海默新宸水下技术(上海)有限公司 海上平台导管架漏水检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102608142B (zh) 2014-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102608142B (zh) 压水堆核电站管道腐蚀产物检测方法
CN102879060B (zh) 超声流量计延时检测校准装置
CN102901748B (zh) 一种基于管道温度场分布的无损检测方法
CN102937404A (zh) 一种测量管道椭圆度的装置
CN101109632A (zh) 一种平面度检测装置及其使用方法
CN105352880A (zh) 检测井下腐蚀情况的监测装置及方法
CN201404971Y (zh) 一种钢管称重测长标识设备
CN109119176A (zh) 利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置及方法
CN103547386A (zh) 用于测定轧件的厚度的方法以及设备
CN103759791A (zh) 基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置及测量方法
CN103968768B (zh) 一种高精度非接触工件内径测量装置和方法
CN202548073U (zh) 压水堆核电站管道腐蚀产物检测装置
CN102455245A (zh) 一种采用滞后温度补偿的压力变化检漏方法
CN108344370B (zh) 基于双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量装置和方法
CN204730905U (zh) 自动计量型量气管
CN212623084U (zh) 钢管测长称重***
CN104697712A (zh) 一种回转体工件质心检验方法
CN112730150B (zh) 一种管道泥浆密度的测量模型和测量应用方法
Kainat et al. Identifying initial imperfection patterns of energy pipes using a 3D laser scanner
CN101694379A (zh) 地下管线深度的探测方法
Hino et al. Stainless steel tank production and tests for the JSNS2 neutrino detector
CN108871152A (zh) 一种管道内径测量设备及方法
CN203853861U (zh) 一种测量倒角去除量的装置
CN106546612A (zh) 一种基于伽马射线扫描技术的化工设备检测***
CN208000104U (zh) 一种塑料管道变形率检测构造

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140423

Termination date: 20160320