CPR1000壓水堆核電廠磁粉檢測替代滲透檢測的可行性探討

彭志珍，唐西明，李 平

（1.蘇州熱工研究院有限公司深圳分公司，深圳 518124；2.中廣核檢測技術(shù)有限公司，蘇州 215004）

我國CPR1000系列機(jī)組在役檢查《壓水堆核電廠核島機(jī)械部件在役檢查規(guī)范》（RSE－M）是針對機(jī)組自身的特點(diǎn)而編制的，其對檢測對象、檢測周期和檢測方法都作了詳細(xì)的規(guī)定，幾近成為參考法國RCC系列規(guī)范設(shè)計(jì)制造的各種壓水堆核電廠核島承壓機(jī)械部件的在役檢查大綱匯總，具有很好的操作性［1］。

對于鐵磁性材料表面檢測，磁粉檢測（MT）能夠檢查出表面／近表面、開口／非開口缺陷［2］，滲透檢測（PT）只能檢查表面開口缺陷［3］，且磁粉檢測的靈敏度高于滲透檢測［4］。CPR1000 壓水堆核電廠大量采用鐵磁性材料（碳鋼），但RSE－M 規(guī)范未體現(xiàn)MT 的技術(shù)優(yōu)勢，僅要求蒸汽發(fā)生器二次側(cè)錐體下部焊縫和其他為數(shù)不多的部件采用MT，其他碳鋼部件表面檢查一概采用PT。筆者通過對比試驗(yàn)，在確定的試驗(yàn)環(huán)境條件和參數(shù)下，探討用磁粉檢測替代滲透檢測的可行性。

1 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)中，對同一工件分別采用磁粉檢測和滲透檢測進(jìn)行對比。具體工件為BOSS 焊縫、90°角焊縫、搭接焊縫以及小型部件（異形件）。

具體的試驗(yàn)條件及參數(shù)見表1。

表1 試驗(yàn)條件和參數(shù)

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

在進(jìn)行滲透檢測之前，用B3 型試塊對滲透探傷工藝進(jìn)行了靈敏度校驗(yàn)，試塊中三處裂紋顯示均符合靈敏度要求，如圖1所示。

圖1 B3型試塊PT 檢查靈敏度校驗(yàn)

在不同工件進(jìn)行磁粉檢測之前，先用A1－30／100試片對磁粉探傷工藝進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，然后再進(jìn)行磁粉檢測。

試驗(yàn)步驟：先進(jìn)行PT檢測，再進(jìn)行MT 檢測，缺陷顯示記錄如下，PT 檢查對接焊縫、BOSS焊縫、90°角焊縫、搭接焊縫和小型部件（異形件）缺陷顯示較模糊，而MT 檢查這些焊縫缺陷則全部明顯顯示。

圖2～圖6為不同工件MT 與PT 檢測結(jié)果對比，缺陷已經(jīng)用圓圈標(biāo)記出。

2.1 對接焊縫

圖2（a）顯示，PT 檢測結(jié)果只有很細(xì)微的一個顯示，右上角的顯示是由于焊縫咬邊比較深，滲透劑無法完全清洗干凈；而圖2（b）可以看出，MT 檢測可以檢出三處很明顯的線性顯示。

圖2 對接焊縫PT 和MT 檢測結(jié)果對比試驗(yàn)

2.2 BOSS焊縫

圖3（a）顯示，PT 檢測結(jié)果只能觀察出點(diǎn)狀不連續(xù)缺陷2處，并很難判斷出缺陷是裂紋；圖3（b）顯示，MT 檢測結(jié)果顯示明顯2處裂紋缺陷。

2.3 90°角焊縫

圖4（a）顯示，PT 檢測檢查出只有約5 mm 左右的線性缺陷；圖4（b）顯示，MT 檢測約20mm 的危害性缺陷裂紋。

2.4 搭接焊縫

圖5（a）顯示，PT 只檢測出縱向的幾條細(xì)微裂紋；圖5（b）顯示，MT 不僅縱向的細(xì)微裂紋，也檢測出了橫向的裂紋。

2.5 小型部件（異形件）

圖6（a）顯示，PT 檢測結(jié)果極其不明顯，只有很微弱一條線性顯示；圖6（b）顯示，MT 則非常清晰的檢測出缺陷，且比PT檢測顯示在長度上有所延長。

3 其他可能影響替代的因素

3.1 表面要求

在進(jìn)行PT 和MT 檢測之前，都要求對被檢工件的表面進(jìn)行處理，以達(dá)到檢查要求。一般地，壓水堆核電廠規(guī)定：滲透檢測時，被檢工件機(jī)加工表面粗糙度Ra不大于12.5μm，而非機(jī)加工表面的粗糙度可適當(dāng)放寬，但不得影響檢驗(yàn)結(jié)果；磁粉檢測時，被檢工件表面粗糙度Ra不大于25μm。如果被檢工件表面殘留有涂層，當(dāng)涂層厚度均勻不超過0.05mm，且不影響檢測結(jié)果時，經(jīng)合同各方同意，可以帶涂層進(jìn)行磁粉檢測［5］。

因此，MT 檢測比PT 檢測對被檢工件表面的要求相對更加寬松。

圖6 異形件PT 和MT 檢測結(jié)果對比

3.2 對檢測后殘留物的要求

為了盡量減小滲透對受檢對象產(chǎn)生不良影響，核電廠一般要求滲透劑的鹵（氟、氯）化物和硫化物的最大含量均不大于0.02%。

如果使用MT 檢測替代PT 檢測，也必須將MT 檢測對被檢工件的影響控制到最小。因此，磁粉檢驗(yàn)結(jié)束后，要求對工件進(jìn)行清理，對不容許存在剩磁的工件做退磁處理，剩磁應(yīng)不大于0.3mT，或按相關(guān)技術(shù)條件規(guī)定［5］。

4 結(jié)論

（1）滲透檢測相對磁粉檢測操作時間要更長，且只能檢測表面開口缺陷。

（2）磁粉檢測較滲透檢測更能夠較完整地顯示缺陷的形貌，且顯示不擴(kuò)散。

（3）磁粉檢測的靈敏度、缺陷檢出率高于滲透檢測。

對于CPR1000壓水堆核電廠鐵磁材料工件，尤其是在用承壓設(shè)備，如在制造時采用高強(qiáng)度鋼以及對裂紋敏感的材料，或是長期工作在腐蝕介質(zhì)環(huán)境下，有可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的場合，磁粉檢測技術(shù)替代滲透檢測技術(shù)是可行和可靠的。

［1］ 謝杰，李平，彭志珍.CPR1000壓水堆核電站在役檢查用無損檢測方法的優(yōu)化［C］／／中國電機(jī)工程學(xué)會年會論文集.貴州：［s.n］，2011.

［2］ 宋志哲.磁粉檢測［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2007.

［3］ 胡學(xué)知.滲透檢測［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2007.

［4］ 魏鵬宇.鐵磁性容器的滲透與磁粉檢測方法比較［J］.無損檢測，2009，31（5）：415－416.

［5］ JB／T 4730－2005 承壓設(shè)備無損檢測［S］.