淺談核電站一回路壓力管道焊縫射線檢測技術(shù)

李 青

（煙臺臺海瑪努爾核電設(shè)備有限公司，煙臺 264003）

核電站一回路壓力管道是連接反應(yīng)堆壓力容器的重要部件，對防止帶放射性的介質(zhì)擴(kuò)散泄露，保障反應(yīng)堆的正常運(yùn)行起著重要的作用。

一回路壓力管道屬于核一級部件，因此在無損檢測中加強(qiáng)質(zhì)量控制尤為重要，在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中都有強(qiáng)制性的要求，本文重點介紹內(nèi)徑為27.5ˊ壓力管道焊縫滿焊時的射線檢測技術(shù)。

1 射線檢測技術(shù)

1.1 檢測表面要求和清潔度要求

被檢測區(qū)域表面應(yīng)無任何有礙射線照相底片評定的不規(guī)則狀態(tài)。焊縫表面可經(jīng)過打磨或機(jī)加工處理，焊補(bǔ)表面必須打磨。

射線檢測時使用的膠帶、記號筆等與工件表面接觸的材料中的F、CL、S含量應(yīng)滿足RCC-M中的相關(guān)規(guī)定。

1.2 放射源

27.5 ˊ的管道焊縫厚度為67mm，因此放射源選用Ir192源，如表1所示。

表1 射線源與焊縫厚度的關(guān)系

1.3 像質(zhì)計和濾光板

使用NF EN-462-1規(guī)定的線型像質(zhì)計。使用Ir192透照，強(qiáng)制使用濾光板；使用X射線機(jī)透照時，不強(qiáng)制使用濾光板。

選用2mm厚的濾光板，在其相對的兩個角上各鉆2個直徑為3mm的孔。

1.4 增感屏和黑度計

選用鉛質(zhì)增感屏，前屏0.20～0.25mm，中屏2mm×0.10mm，后屏0.20～0.25mm。

黑度計可測的最大黑度上限值應(yīng)大于4.5，并且黑度計應(yīng)至少每半年校驗一次。

1.5 觀片燈和膠片

觀片燈的亮度應(yīng)能滿足規(guī)定的黑度范圍內(nèi)底片評片的要求?？墒褂玫哪z片類型為C2型（柯達(dá)M100型、愛克發(fā)D3型等）。

1.6 透照次數(shù)和透照布置

采取的透照次數(shù)應(yīng)能保證透照到整個工件的體積，透照時不允許膠片直接搭接。如果放射源的尺寸滿足幾何不清晰度的要求，可采用源在內(nèi)單壁中心透照，否則采用源在內(nèi)單壁偏心透照的方式，如圖1所示。

圖1 中心透照和偏心透照

1.7 焦距

射線透照焦距應(yīng)當(dāng)滿足幾何不清晰度的要求。射線照相的幾何不清晰度Ug由式（1）確定。射線底片的幾何不清晰度最大推薦值如表2所示。

式中，Ug為幾何不清晰度；df為射線源尺寸：L2為被透照焊縫或工件的射線源一側(cè)至膠片的距離（mm）；F為射線源到膠片的距離（mm）。

表2 射線底片的幾何不清晰度最大推薦值

1.8 透照方向

射線透照時，放射源的中心應(yīng)垂直指向透照區(qū)域的中心，必要時也可以采用有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的方向透照。為了滿足彎頭和直管對接焊縫的黑度要求和像質(zhì)計靈敏度要求，則當(dāng)采用同一套底片。

如果底片的黑度不滿足要求時，同一檢測部位可采用多次透照的方式，而分別評定不同的區(qū)域，但必須保證各評定區(qū)域之間能夠有效覆蓋，以便保證整個透照區(qū)域能夠有效評定，評定各區(qū)域時必須采用雙片評定。

1.9 暗盒組成和膠片標(biāo)識

暗盒由增感屏、膠片組成，同時暗盒應(yīng)該緊貼工件。膠片的標(biāo)識包括日期、產(chǎn)品標(biāo)記、焊縫標(biāo)記、項目號、片號、搭接標(biāo)記、公司標(biāo)記、定位標(biāo)記等，并且標(biāo)識一般在焊縫邊緣10mm的位置。

對于補(bǔ)焊用的射線膠片要和原始膠片用同一個膠片號，同時要加上后綴，第一次補(bǔ)焊要加上后綴R1，第二次補(bǔ)焊要加上后綴R2，依次類推。

1.1 0 無用射線和散射線的屏蔽

使用至少2mm厚的鉛制遮檔板應(yīng)緊貼于裝有膠片和增感屏的暗盒背面，避免背散射。背散射防護(hù)是否符合要求的試驗方法是：在遮擋板背面粘貼鉛字“B”，正常情況下鉛字“B”的要求一般為高10mm、厚1.5～2.5mm，按照正常檢測方式進(jìn)行透照和膠片處理。若在底片上出現(xiàn)的“B”字黑度低于周圍黑度的影像，則說明背散射防護(hù)不符合要求，那就應(yīng)該增大背散射防護(hù)的厚度。若底片上不出現(xiàn)鉛字“B”的影像或出現(xiàn)黑度明顯高于周圍黑度的“B”字影像，則說明背散射防護(hù)符合要求。

1.1 1 膠片處理和像質(zhì)計放置

膠片一般應(yīng)采用膠片制造商推薦的處理方法進(jìn)行處理，人工和自動處置應(yīng)在曝光8h內(nèi)完成，不得超過24h。

像質(zhì)計必須放置于源側(cè)，像質(zhì)計的標(biāo)識應(yīng)在有效的評片區(qū)域以外，原則上每套底片均應(yīng)使用像質(zhì)計，對于中心曝光，一次曝光完成多套底片透照時，可間隔180°放置兩個像質(zhì)計。像質(zhì)計應(yīng)放置在被檢測焊縫有效檢測區(qū)的端部；金屬絲應(yīng)橫跨焊縫并與焊縫方向垂直，金屬細(xì)絲應(yīng)朝向外側(cè)；像質(zhì)計的標(biāo)識應(yīng)在有效的評定區(qū)域外側(cè)。

1.1 2 基準(zhǔn)底片

基準(zhǔn)底片可以單獨攝制，同時也可以從一系列的驗收底片中選取?；鶞?zhǔn)底片主要是用來核查所采用的檢測技術(shù)是否能保證膠片的質(zhì)量。影響基準(zhǔn)底片質(zhì)量的因素很多，如曝光方式、輻射類型、膠片型號、顯影處理方式、增感屏和濾光片型號，人們要根據(jù)具體情況進(jìn)行修正。

2 評片要求

2.1 檢驗區(qū)

焊縫檢驗區(qū)域包括被檢焊縫及其鄰近的母材區(qū)域：被檢工件厚度t＞30mm時，距加工坡口邊或返修部位邊緣的距離至少為10mm的范圍內(nèi)；被檢工件厚度t≤30mm時，距加工坡口邊或返修部位邊緣的距離至少為5mm的范圍內(nèi)。

2.2 觀片要求

對不需要觀察或透光量過強(qiáng)的部分應(yīng)采用適當(dāng)?shù)恼诠獍迤帘螐?qiáng)光。

2.3 底片質(zhì)量

底片上有效評定區(qū)間內(nèi)的標(biāo)識、標(biāo)記、日期、片號等正確無誤，且在預(yù)定的位置。底片上應(yīng)無影響缺陷評定的偽缺陷影像。

2.4 黑度D

采用雙膠片透照技術(shù)時，焊縫底片評定必須采用雙片疊加觀察，有效評定區(qū)的黑度應(yīng)滿足2.7≤D≤4.5，評定區(qū)域內(nèi)每張底片上相同點測量的黑度差應(yīng)不超過0.50。

2.5 像質(zhì)計

在底片黑度均勻部位能夠清晰識別出的像質(zhì)計最小線徑金屬絲的連續(xù)影像長度不小于10mm。壁厚和線型直徑的對應(yīng)關(guān)系如表3所示。

表3 壁厚和線型直徑的對應(yīng)關(guān)系

2.6 驗收標(biāo)準(zhǔn)

以下缺陷不可接受：（1）所有的裂紋、未熔合、未焊透、咬邊；（2）厚度t＞50mm時缺陷長度最大值為4mm的單個氣孔；（3）厚度t＞60mm時最大尺寸為20mm的單個夾渣；（4）在12t或150mm兩者中較小的長度上，累計直徑大于t的任何線狀或密集性氣孔；（5）在12t的長度范圍內(nèi)，排列成直線的夾雜物，其累計長度超過t的；（6）兩個夾渣間距小于較大夾渣的6倍，則視為同一夾渣組。

3 結(jié)語

通過對核電站一回路壓力管道焊縫的射線檢測技術(shù)進(jìn)行研究，人們初步掌握了RCC-M標(biāo)準(zhǔn)的射線檢測技術(shù)。這樣有助于防止帶放射性的介質(zhì)擴(kuò)散泄露，保障核電站反應(yīng)堆的正常運(yùn)行。

[1]法國核島設(shè)備設(shè)計、建造及在役檢查規(guī)則協(xié)會.壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2010：68-72.

[2]強(qiáng)天鵬.射線檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007：112-113.