Abstract: Rißgrößenbestimmung mit Hilfe der Rißspitzenbeugung in den dünnwandigen Druckrohren des CANDU-Reaktors

Author: Lindenschmidt, K.-E.;Moles, M.D.C.;Sinclair, A.N.
Institution: Ontario Hydro Research, Toronto, CDN;Univ. Toronto, CDN
Title: Sizing cracks in thin-walled CANDU reactor pressure tubes using crack-tip diffraction
Title: Rißgrößenbestimmung mit Hilfe der Rißspitzenbeugung in den dünnwandigen Druckrohren des CANDU-Reaktors
Source: 17th Symposium on Nondestructive Evaluation, San Antonio, USA, 17.4.- 20.4.1989 , 1990 , San Antonio: Southwest Research Inst. , S.18-30 , 13S,15B,1T,20Q
BAM Ref.: BAM-Z-0020/94

Abstract:

Der CANDU-Reaktor (Canadian Deuterium Uranium) enthält mehrere hundert horizontale Druckrohre für die Brennelementbündel. Die Rohre sind aus Zirkon mit 2,5 Gewichtsprozent Niob, 6 m lang mit 103 mm Innendurchmesser und 4,2 mm Wanddicke. Zu vermessen sind ca 0,4 mm tiefe Risse in der Außenwand dieser Rohre, die durch Berührung mit dem umgebenden Schutzrohr von Wasserstoffausblühungen ausgehen. Das Rißspitzen-Beugungsverfahren bietet sich hier an. Die Messung kann nur vom Rohrinnern aus erfolgen und muß mit dem bereits existierenden System CIGAR durchführbar sein, mit dem aber bisher nur Rißlängen meßbar waren. In Vorversuchen an drei Ermüdungsrissen wurden die Prüfparameter optimiert. Für die Laufzeitmessung wurden drei Signalverarbeitungstechniken verglichen: Selbst- und Kreuzkorrelation, Rektifizierung und Glättung und Amplitude des analytischen Signals. Mit der optimierten Prüffrequenz von 20 MHz Transversalwellen und 55 Grad Einschallwinkel bzw Empfangswinkel sowie Impulsformung zur Signalamplitudenmaximierung konnten zwei künstlich erzeugte Wasserstoffversprödungsrisse von 0,38 bzw 0,54 mm Tiefe mit einer Genauigkeit von plus/minus 0,1 mm vermessen werden. Die drei Signalverarbeitungsverfahren erleichterten die Auswertung, verbesserten aber nicht die Meßgenauigkeit. (Völkel) F23,B13
Keywords:Zerstörungsfreie Prüfung, :Ultraschallprüfung, Wiederholungsprüfung, :Kernreaktor, Zirconiumlegierung, Fehlergröße, :Rißtiefe, Wasserstoffsprödigkeit, Prüffrequenz, Optimierung, Beugung, :Rißspitzensignal, Laufzeitmessung, Außenwandfehler 23 Primärkreislauf, Dünne Wand, Doppelte Wand, :Rohrinnenprüfung, Prüfparameter, TOFD (time of flight...), Laufzeitbeugungsverfahren, :Druckrohr