核電廠常規(guī)島安裝工程的射線檢驗(yàn)

梁華中 張輝雄

（廣東火電工程總公司，廣東 廣州 510730）

1 前言

核電廠是通過核裂變產(chǎn)生大量能量，由能量轉(zhuǎn)化為熱能，熱能在一回路與二回路中傳遞，以蒸汽的形式，推動(dòng)汽輪機(jī)（把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能），再由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電（把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能）的過程，從而實(shí)現(xiàn)核能到電能的轉(zhuǎn)變。通常，核電廠有三大部份組成，核島、常規(guī)島及BOP輔助系統(tǒng)。而常規(guī)島部份與常規(guī)火電廠的發(fā)電原理基本相同，它實(shí)現(xiàn)從熱能、機(jī)械能、電能轉(zhuǎn)變過程的功能。在常規(guī)島安裝過程中，會(huì)有大量的設(shè)備及管道焊接，無損檢驗(yàn)在這里得到廣泛的應(yīng)用。無損檢驗(yàn)是指以不損害預(yù)期實(shí)用性和可用性的方式來檢驗(yàn)材料或零部件的技術(shù)方法的開發(fā)和應(yīng)用，其目的是為了探測、定位、測量；評價(jià)完整性、性質(zhì)和構(gòu)成；測量幾何性。簡單來說是在不對材料、工件和設(shè)備造成任何損傷的前提下，利用材料物理性質(zhì)因有缺陷而發(fā)生變化的現(xiàn)象，來判斷構(gòu)件內(nèi)部和表面是否存在缺陷。在常規(guī)島安裝過程中，應(yīng)用最多的無損檢驗(yàn)方法有射線檢驗(yàn)、滲透檢驗(yàn)、磁粉檢驗(yàn)。由于核電廠安全質(zhì)量的特殊性，決定了其無損檢驗(yàn)的應(yīng)用比其它行業(yè)在安全，質(zhì)量方面提出更加嚴(yán)格的要求。在常規(guī)火電廠的無損檢驗(yàn)中，射線檢驗(yàn)、超聲波檢驗(yàn)和渦流檢驗(yàn)都可以用來檢測材料內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)方法，但是在核電廠常規(guī)島安裝過程中，以射線檢驗(yàn)作為檢測材料內(nèi)部缺陷的主要檢驗(yàn)方法。下面介紹射線檢驗(yàn)如何在核電廠常規(guī)島安裝工程中的應(yīng)用。

2 程序依據(jù)

由于核設(shè)施安全性和可利用率要求的特殊性對系統(tǒng)和設(shè)備以及活動(dòng)的質(zhì)量提出了更高的要求。承包商必須建立項(xiàng)目質(zhì)量保證體系，根據(jù)業(yè)主的程序文件檢驗(yàn)要求，對射線檢驗(yàn)相關(guān)的管理、技術(shù)程序文件進(jìn)行編寫，做到凡事有章可循。需要編寫的程序文件一般包括《無損檢驗(yàn)大綱》、《射線檢驗(yàn)工作程序》、《射線探傷和輻射防護(hù)管理》、《放射源事故應(yīng)急預(yù)案》、《暗室處理》等。核電廠工作模式是一切按程序辦事，技術(shù)文件一經(jīng)批準(zhǔn)生效，就會(huì)作為射線檢驗(yàn)的依據(jù)，進(jìn)行射線檢驗(yàn)，要嚴(yán)格按照程序文件的要求進(jìn)行。如果由于編寫人員經(jīng)驗(yàn)水平不足或現(xiàn)場技術(shù)條件的變更，發(fā)現(xiàn)程序文件與現(xiàn)場實(shí)際情況不一致，工作執(zhí)行沒法得到預(yù)期的效果時(shí)，需匯報(bào)給程序文件的編制者，編制者根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況查找原因，對技術(shù)程序文件進(jìn)行修改升版，使技術(shù)文件與現(xiàn)場實(shí)際情況始終保持一致性。

3 質(zhì)量控制

我國實(shí)踐證明，是否切實(shí)實(shí)施質(zhì)量保證工作，對能否保證核設(shè)施物項(xiàng)和活動(dòng)的質(zhì)量，從而對保證其安全運(yùn)行和可利用率起到十分明顯的作用。為了保證達(dá)到工序質(zhì)量要求必須設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)。質(zhì)量控制點(diǎn)是為了保證工序質(zhì)量而確定的重點(diǎn)控制對象、關(guān)鍵部位或薄弱環(huán)節(jié)。質(zhì)量控制點(diǎn)包括見證點(diǎn)（W點(diǎn)）和停工待檢點(diǎn)（H點(diǎn)）。凡是列為見證點(diǎn)的質(zhì)量控制對象，參與檢驗(yàn)相關(guān)人員應(yīng)按約定時(shí)間進(jìn)行活動(dòng)見證和監(jiān)督，并簽證合格的工序活動(dòng)。如業(yè)主檢驗(yàn)人員未適時(shí)出席，施工單位有權(quán)按計(jì)劃繼續(xù)工作。底片評定一般會(huì)設(shè)置為W點(diǎn)；停工待檢點(diǎn)是重要性高于見證點(diǎn)的檢查點(diǎn)，通常是針對隱蔽性施工過程或工序、對整體質(zhì)量影響重大的工序、和首次使用的特殊工藝設(shè)置H點(diǎn)。凡列為H點(diǎn)的控制對象，要求檢查人員必須到場檢查，如果檢查人員未在約定的時(shí)間到場監(jiān)督、檢查，施工單位應(yīng)停止后續(xù)工序的施工。射線人員的資格審核一般會(huì)設(shè)置為H點(diǎn)。

4 人員資格

從事核電廠常規(guī)島射線檢驗(yàn)的人員必須持有技術(shù)監(jiān)督局、核工業(yè)或電力行業(yè)的相應(yīng)資格證書且只能從事個(gè)人資格證上相應(yīng)級別的檢驗(yàn)活動(dòng)。上崗前，必須經(jīng)過崗前培訓(xùn)并考核合格，經(jīng)授權(quán)后方可上崗作業(yè)。從事現(xiàn)場透照工作的射線探傷小組組長還需通過輻射安全知識的培訓(xùn)并持有放射人員工作證。由于射線對人體具有一定的危害性，所有射線檢驗(yàn)人員還需按照國家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行體檢，建立個(gè)人健康檔案，體檢不合格或?qū)Ψ派渚€敏感的人員不得從事該項(xiàng)工作。

5 材料設(shè)備

根據(jù)常規(guī)島施工現(xiàn)場不同的環(huán)境特點(diǎn)，在進(jìn)行射線檢驗(yàn)時(shí)，會(huì)選用不同的射線檢驗(yàn)機(jī)具材料和射線檢驗(yàn)方式。一般情況下，會(huì)選用X射線探傷機(jī)，γ射線源。X射線探傷機(jī)一般 選 用 300EG-S2、300EG-B2F、XXG-3005等，其最高電壓不超過300kV。在常規(guī)島安裝工程中，預(yù)制的管道焊接接頭和除鹽水罐筒體間的對接焊接接頭會(huì)選用X射線探傷機(jī)，其檢驗(yàn)的厚度較小，焊口比較集中。而現(xiàn)場管道安裝復(fù)雜，管線布置與配電設(shè)備等因素的限制，X射線探傷機(jī)一般不適用，這時(shí)選用γ射線源較合適。γ射線源在現(xiàn)場使用方便，不受管道布置，配電設(shè)置和現(xiàn)場環(huán)境的限制。采用γ射線源還可以進(jìn)行X射線探探傷機(jī)不能進(jìn)行射線透照方式，而達(dá)到射線檢驗(yàn)最好的效果。由于常規(guī)島安裝工程中，涉及射線檢驗(yàn)的管道厚度一般在1～36mm之間，常會(huì)選用Se-75、Ir-192兩種γ射線源。X射線機(jī)進(jìn)場后，技術(shù)人員應(yīng)組織持有射線Ⅱ級資格證人員每年編制其曝光曲線；γ射線的使用必須符合GB4792-84《放射衛(wèi)生防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)》，定時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)。膠片的選擇根據(jù)被檢工件對底片的質(zhì)量要求，以及透照工藝條件選擇合適類型的膠片，一般會(huì)選擇KODAK AA400。一些業(yè)主可能會(huì)要求選用更高級別的膠片，如KODAK MX125。使用射線膠片前，應(yīng)對每盒膠片抽取一張膠片測量其固有灰霧度，其數(shù)值應(yīng)少于0.3。若該盒膠片所抽檢的膠片固有灰霧度高于或等于0.3，應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)大比例抽檢。若仍存在超標(biāo)現(xiàn)象，則該盒膠片不能在現(xiàn)場使用，并退回給供應(yīng)商處理。

6 探傷許可證

在進(jìn)行射線檢驗(yàn)前，必須向業(yè)主辦理射線許可證。由于核電工程的特殊性，當(dāng)天的射線探傷作業(yè)只能當(dāng)天申請，射線探傷負(fù)責(zé)人核對當(dāng)天所需進(jìn)行射線檢驗(yàn)的工作內(nèi)容，工作地點(diǎn)和預(yù)計(jì)完成時(shí)間，然后向業(yè)主辦理射線工作許可證。射線檢驗(yàn)時(shí)，許可證必須要攜帶到現(xiàn)場，以便業(yè)主安全監(jiān)督人員檢查。每一張射線工作許可證僅對一個(gè)射線檢驗(yàn)活動(dòng)有效，射線檢驗(yàn)人員只能在申請的地點(diǎn)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行射線檢驗(yàn)，禁止超出地點(diǎn)、時(shí)間進(jìn)行射線檢驗(yàn)。

7 檢驗(yàn)對象和檢驗(yàn)比例

在核電廠常規(guī)島安裝工程中，射線檢驗(yàn)主要對象是焊接接頭。包括管道對接焊接接頭，壓力容器對接焊接接頭。其中以管道對接接頭為主，不論是預(yù)制車間的管道，還是現(xiàn)場安裝的管道，其設(shè)計(jì)復(fù)雜，規(guī)格不一。直徑從10～2591mm和厚度從1～38mm等多種不同規(guī)格都可能需要進(jìn)行射線檢驗(yàn)。而其檢驗(yàn)比例則需按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行。一般情況下，常規(guī)島管道安裝會(huì)參與電力標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)其壓力，溫度等參數(shù)劃分為一級管道和二級管道兩種級別管道，然后按其是否進(jìn)行水壓試驗(yàn)來選擇射線檢驗(yàn)比例。壓力容器有除鹽水罐、除氧器，都需要進(jìn)行射線檢驗(yàn)。一般情況下除鹽水罐筒體間環(huán)焊縫與縱焊縫進(jìn)行10%射線檢驗(yàn)，丁字縫進(jìn)行100%射線檢驗(yàn)。除氧器則需進(jìn)行100%射線檢驗(yàn)。除了管道和壓力容器的焊接對接接頭，常規(guī)島內(nèi)一些設(shè)備也需要進(jìn)行射線檢驗(yàn)。

8 透照工藝

與其它行業(yè)的射線檢驗(yàn)相同，常規(guī)島安裝工程中的射線檢驗(yàn)優(yōu)先選用單壁透照，當(dāng)不能采用單壁透照時(shí)才允許選用雙壁透照的方式。射線束中心一般應(yīng)垂直指向透照區(qū)中心，需要時(shí)也可以選用有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的方向透照。對于大管道對接焊接接頭（管道外徑大于100mm），如果射線源可以放置在管道軸線的中間，焦距也滿足底片幾何清晰度的和靈敏度的要求，應(yīng)優(yōu)先選擇。不符合要求參數(shù)條件的，也可按標(biāo)準(zhǔn)文件的規(guī)定，放寬條件選擇。其它情況一般選擇雙壁單影射線透照方式，像質(zhì)計(jì)放置在膠片側(cè)，并加“F”以作標(biāo)識。一般不選用單壁外透法。對于小管道對接焊接接頭，則選擇用雙壁雙影法，根據(jù)管道參數(shù)與所采用的工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇傾斜橢圓成像透照法或垂直透照法。

9 輻射防護(hù)

核電廠常規(guī)島射線檢驗(yàn)輻射防護(hù)也是一個(gè)比較重要的過程。由于核電廠安全的重要性，賦予其射線檢驗(yàn)輻射防護(hù)更加嚴(yán)格的要求。首先要管理者重視其安全的重要性，具有核安全文化意識，形成一套比較完善的管理制度。從射線探傷許可證的申請到現(xiàn)場射線結(jié)束的每一個(gè)過程都應(yīng)按業(yè)主安全程序或國家行業(yè)相關(guān)安全規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格控制。射線探傷許可證申請時(shí)，就需要明確規(guī)定工作負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)射線檢驗(yàn)整個(gè)過程。在現(xiàn)場使用X射線探傷機(jī)進(jìn)行射線檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按GB 16375的規(guī)定劃定控制區(qū)和管理區(qū)，設(shè)置警告標(biāo)志；在現(xiàn)場使用γ射線源進(jìn)行射線檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按GB 18465的規(guī)定劃分控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)，設(shè)置警告標(biāo)志。射線檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)圍繞控制區(qū)邊界測定輻射水平，確保其滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，檢測人員應(yīng)佩戴個(gè)人劑量計(jì)，并攜帶劑量報(bào)警儀。所有測定要以記錄形式保存下來，形成文件以備核查。業(yè)主也會(huì)對邊界的輻射水平進(jìn)行抽查。射線檢驗(yàn)小組還應(yīng)攜帶數(shù)字劑量儀，每天記錄每人接受劑量的情況。在使用γ射線源前，需要編定《射線源事故應(yīng)急預(yù)案》，并針對預(yù)案每年進(jìn)行一次演練。

10 工期各階段特點(diǎn)

射線檢驗(yàn)在核電廠常規(guī)島安裝工程中，不管以安裝工程不同的階段來劃分，還是以各不同系統(tǒng)部位來劃分，都有其獨(dú)特的特點(diǎn)。根據(jù)在常規(guī)島安裝經(jīng)驗(yàn)，在射線檢驗(yàn)開工之前，就需要針對工程安裝進(jìn)度或安裝階段，每一個(gè)系統(tǒng)部位，計(jì)劃射線檢驗(yàn)的工作安排，人員、材料、機(jī)具等需求狀況。在工程安裝前期，涉及射線檢驗(yàn)的工作量比較少，一般是預(yù)制管道的焊接接頭與除鹽水罐的安裝。其特點(diǎn)工作量少、工期長、工作簡單、工作場地在預(yù)制車間與除鹽水罐車間，場地環(huán)境空曠，但對輻射防護(hù)有一定的難度；常規(guī)島現(xiàn)場安裝正式開始后，射線工作量會(huì)相應(yīng)加大，尤其進(jìn)入安裝的高峰期，每天都會(huì)有大量的射線檢驗(yàn)工作，現(xiàn)場環(huán)境經(jīng)常出現(xiàn)交叉作業(yè)，而且管道布置錯(cuò)綜復(fù)雜，給射線檢驗(yàn)帶來很大困難。這段時(shí)期，進(jìn)行射線檢驗(yàn)的時(shí)間窗口也會(huì)有很大影響，與其他承包商的施工沖突時(shí)有發(fā)生，對射線輻射防護(hù)要求更高。所以，射線檢驗(yàn)負(fù)責(zé)人在這段時(shí)間內(nèi)，要合理安排員工，材料及機(jī)具配置，提高工作效率。否則會(huì)造成大量工作滯后，甚至影響核電工程安裝進(jìn)度；進(jìn)入工程安裝后期，現(xiàn)場射線工作減小，這時(shí)主要是底片整理工作。每個(gè)系統(tǒng)部件的射線檢驗(yàn)大多相同，但也有其不同的特點(diǎn)。如汽水分離器管線多，管道走向復(fù)雜，管道間布置密集，射線工作量大，困難，易出現(xiàn)漏檢與重檢的情況；汽輪機(jī)各系統(tǒng)，管道規(guī)格不一，小管道射線檢驗(yàn)較多，檢驗(yàn)比例多是100%。而采用的標(biāo)準(zhǔn)多為外國標(biāo)準(zhǔn)如ASME等，對射線檢驗(yàn)人員的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)有一定的要求。

[1]強(qiáng)天鵬.NDT全國特種設(shè)備無損檢測人員資格考核統(tǒng)編教材射線檢測[M].北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007.

[2]JB/T4730.2-2005.射線檢測[S].

[3]核電廠射線檢測技術(shù)[Z].