中國報告大廳網(wǎng)訊,在2025年,玻璃鋼行業(yè)作為一種性能優(yōu)異的材料,在眾多行業(yè)中都占據(jù)著重要地位,尤其在核電廠領域,其應用范圍不斷擴大。我國核電廠多建于海邊,面臨海水強腐蝕性、高鹽分空氣及高濕度環(huán)境,金屬材料設備易遭腐蝕,影響系統(tǒng)功能。為此,核電廠采用多種防腐技術,其中玻璃鋼因耐蝕性強、海生物附著性低、質(zhì)量輕,在海水系統(tǒng)管道、淡水系統(tǒng)管道及室外設備防腐防護中廣泛應用。
《2025-2030年中國玻璃鋼行業(yè)市場深度研究與戰(zhàn)略咨詢分析報告》指出,田灣核電站在淡水輸水工程采用玻璃鋼管道,某核電廠循環(huán)水管道也使用了玻璃管道,還有核電廢液處理系統(tǒng)也運用了玻璃鋼管道。工程上對內(nèi)襯玻璃鋼管道的使用壽命要求通常為50年,但實際施工安裝及環(huán)境因素會使玻璃鋼出現(xiàn)缺陷。施工安裝可能導致裂紋、分層、孔隙等缺陷;環(huán)境影響方面,室外紫外光照射、海水水分子與樹脂基體水解、壓力作用等會引發(fā)老化,致使材料性能下降,出現(xiàn)如壓力導致的鼓泡、開裂等缺陷,嚴重影響系統(tǒng)設備管道的穩(wěn)定運行。目前,核電廠主要依靠目視檢測玻璃鋼,只能發(fā)現(xiàn)表面氣泡、裂紋等,無法有效判斷內(nèi)部缺陷,因此急需無損檢測方法來解決這一問題。
微波檢測技術作為一種無損檢測手段,自 20 世紀 60 年代開始被研究。微波屬于高頻電磁波,波長在 1 - 1000mm,頻率為 0.3 - 300GHZ。其檢測原理是基于微波與材料相互作用時,微波信號基本參數(shù)會發(fā)生改變,通過檢測這些參數(shù)變化就能檢測出材料內(nèi)部缺陷。在玻璃鋼檢測應用中,相關研究取得了一定成果。有研究利用微波檢測技術對玻璃纖維增強塑料管材中的空洞缺陷進行無損檢測,獲得了較高探測精度。還有基于微波檢測原理,對玻璃管管體、彎管、接頭開展檢測,能檢測出分層、氣泡、沖蝕、溝槽、脫粘等缺陷,檢測結(jié)果與實際情況相符。也有針對玻璃桿氣孔、裂紋缺陷信號的研究,得到了相應特定波形。并且,研究表明微波可以檢測孔洞直徑 2.0mm 的缺陷,但對于 1mm 及以下的孔洞缺陷,難以準確識別。所以,微波檢測技術可檢測玻璃鋼目前主要類型的缺陷,但在小孔徑缺陷檢測上存在局限性。
超聲檢測技術主要利用超聲波在不同界面的折反射和波型轉(zhuǎn)換特性來檢測對象缺陷。由于超聲波具有穿透能力強、分辨力好、超聲束方向較好的特點,在眾多領域得到廣泛應用。在核電廠領域,超聲檢測技術常用于檢測金屬部件,如反應堆壓力容器厚壁焊縫、核電廠輔助管道、核電站堆內(nèi)構件圍板螺栓等。不過,針對核電廠玻璃鋼的超聲檢測研究相對較少。在其他行業(yè),已有不少相關研究。例如,通過超聲相控陣檢測技術,優(yōu)化工藝參數(shù)后,成功檢測出玻璃鋼船艇的夾雜缺陷。用水浸超聲 C 掃描檢測出船用玻璃鋼夾層粘合處的人工缺陷。對玻璃鋼模壓成型的棒狀材料開展聲學參數(shù)檢測分析,獲得了相應的超聲波檢測參數(shù)。為實現(xiàn)玻璃鋼內(nèi)部微小缺陷的非接觸、高精度、低成本檢測,相關研究通過空耦激光超聲檢測技術與超聲相控陣檢測技術對比試驗,結(jié)果表明空耦激光超聲檢測技術能滿足非接觸檢測且成本較低。然而,超聲檢測方法也存在缺陷,無法直觀展現(xiàn)缺陷形制,不利于后續(xù)處理,而且探頭掃描平面的平整度與粗糙度會影響不穩(wěn)定因素出現(xiàn)的概率。
針對非金屬的紅外檢測技術主要是紅外熱成像技術,該技術通過檢測材料表面溫度場,實現(xiàn)對材料結(jié)構特性及物理力學性的檢測與評價。在玻璃鋼應用方面,相關研究有了一定成果。利用紅外熱成像檢測技術對玻璃鋼內(nèi)部脫膠缺陷進行檢測,發(fā)現(xiàn)缺陷越大,其中心溫度越低于無缺陷部位,反之溫度差越小,驗證了該技術可用于檢測玻璃鋼的粘合質(zhì)量。通過紅外熱成像技術對玻璃鋼紙蜂材料檢測,并與超聲 C 掃描對比,確認其具有檢測過程效率高,且可檢測出分層及脫粘缺陷的特點。還有利用紅外脈沖相位熱成像技術開展的玻璃鋼深度測量研究,結(jié)果表明通過標定,脈沖相位法可在一定深度區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)玻璃鋼缺陷深度的檢測。雖然紅外熱成像技術具有效率高、可大范圍檢測的特點,但由于玻璃鋼材料本身低密度和隔熱性的特性,在檢測微小缺陷時存在較大局限性。
除了上述檢測技術,還有聲發(fā)射檢測技術及射線檢測技術可用于玻璃鋼檢測。聲發(fā)射檢測技術可用于玻璃鋼材料失效預測研究,數(shù)字射線 DR 技術能對玻璃鋼管道連接接頭進行檢測,且檢測結(jié)果清晰。然而,聲發(fā)射檢測技術存在裝備成本較高的問題,并且無法檢測未擴展的靜態(tài)缺陷;射線檢測技術則受環(huán)保條件限制,對面積型缺陷的檢測效果也無法保證。
在2025年,玻璃鋼行業(yè)在核電廠有著大量應用,但施工及環(huán)境因素導致其容易出現(xiàn)缺陷,影響服役性能。目前核電廠的目視檢測方法無法滿足工程管理需求,而微波、超聲、紅外、聲發(fā)射及射線檢測雖能用于玻璃鋼缺陷檢測,但各有優(yōu)缺點。在實際應用中,需根據(jù)這些檢測方法的特點以及核電廠的實際管理需求,綜合選取合適的檢測方法,以更好地滿足核電廠玻璃鋼工程管理的要求,保障核電廠系統(tǒng)設備管道的穩(wěn)定運行。
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