于毅

摘要：本文結(jié)合ASME法規(guī)要求詳細(xì)描述了AP1000核電機(jī)組核級(jí)管道役前及在役檢查的計(jì)劃安排、檢查范圍等。闡述了管道役前及在役檢查前管道焊縫核查的重要性。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)標(biāo)明，通過采取管道焊縫數(shù)據(jù)核查、可達(dá)性審查、以及等軸圖編制，可以大大提高役前及在役檢查的效率，節(jié)省了時(shí)間，提高的機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。并對(duì)AP1000核電機(jī)組核級(jí)管道焊縫檢查進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵字：AP1000 核電廠 管道焊縫 在役檢查

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

The analysis of the nuclear piping welds in-service inspection of AP1000

Yu Yi

Shandong nuclear power plant Haiyang Shandong 265116

Abstract：The paper describe the plans of Pre-service Inspection（PSI）and In-service Inspection（ISI） for AP1000 nuclear power plant based on ASME. And also describe the use of the non-destructive testing and the scope of ISI. This paper also state the important of the data collection before PSI and ISI， because the perfect data can increase efficiency of the PSI and ISI. Besides， this paper describe the inspection of piping welds in details.

Keys word：AP1000 Nuclear power plant Piping welds In-service Inspection

根據(jù)HAD103/07核電廠在役檢查、ASME BPVC第Ⅺ卷核動(dòng)力裝置設(shè)備在役檢查規(guī)則等法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求，需對(duì)核動(dòng)力裝置進(jìn)行役前及在役檢查，核電廠的役前及在役檢查是指在核電廠壽期內(nèi)，對(duì)核安全1、2、3、MC級(jí)部件及其附件進(jìn)行的有計(jì)劃的定期檢查，找出可能的損傷，以判斷它們對(duì)核電廠繼續(xù)運(yùn)行是否安全、可接受，或者是否有必要采取補(bǔ)救措施，是一種預(yù)防性檢查活動(dòng)【1】，同時(shí)為設(shè)備管理和老化管理提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。因此，役前及在役檢查工作對(duì)于保證設(shè)備安全從而保證核安全有著重要意義。

1 背景概述

AP1000核電站的役前及在役檢查具有準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、檢查數(shù)量大、設(shè)備種類及檢查方法多、受檢部件分布廣、可達(dá)性差、檢查周期不統(tǒng)一的特點(diǎn)，給役前及在役檢查工作從人員準(zhǔn)備、設(shè)備準(zhǔn)備、文件準(zhǔn)備到具體實(shí)施的整個(gè)過程帶來諸多困難，為相關(guān)管理工作帶來不便，且使得役前及在役檢查工作有可能占據(jù)調(diào)試和大修的關(guān)鍵路徑，影響電站經(jīng)濟(jì)效益。

海陽核電廠1、2號(hào)機(jī)組采用美國(guó)西屋AP1000堆型，屬于世界首批第三代核電自主化依托項(xiàng)目。其役前及在役檢查參照規(guī)范為ASME規(guī)范Ⅺ卷1998版及99至2000增補(bǔ)【2】。

2 管道焊縫檢查計(jì)劃

為保證整個(gè)管道焊縫檢查計(jì)劃在確保安全的前提下合理可行，且檢查結(jié)果具有較好的跟蹤對(duì)比性，ASME規(guī)定了兩類檢查大綱：檢查大綱A的間隔時(shí)間不相等，檢查大綱B的間隔時(shí)間均為10年。海陽核電廠采用檢查大綱B，將整個(gè)壽期分隔為若干間隔，每10年一個(gè)間隔。每個(gè)間隔是一個(gè)完整的檢查循環(huán)，完成所有檢查任務(wù)。下一個(gè)間隔重復(fù)上一個(gè)間隔的檢查任務(wù)和計(jì)劃。同時(shí)將一個(gè)間隔分成3個(gè)周期。為避免少檢、漏檢，每個(gè)周期設(shè)定最低檢查比例要求。同時(shí)為避免計(jì)劃分布不合理，如某個(gè)周期過多、另一個(gè)過少，設(shè)定每個(gè)周期最高可信檢查比例和最低檢查比例【3】。檢查大綱B的檢查要求見表1所示。

表 1 ：檢查大綱 B 的檢查要求

檢查間隔 檢查周期，電廠在間隔內(nèi)使用的累計(jì)年數(shù) 要求完成的最小檢驗(yàn)百分?jǐn)?shù)（%） 可信的最大檢驗(yàn)百分?jǐn)?shù)（%）

全部 3 16 50

7 50 75

10 100 100

3 核級(jí)管道焊縫的核查以及可達(dá)性審查

針對(duì)受檢部件分布較廣，可達(dá)性較差的問題，在設(shè)備安裝階段即提前組織人員對(duì)受檢部件的安裝進(jìn)度、可達(dá)性和可檢性進(jìn)行核查，通過核查，提前摸清受檢部件的安裝進(jìn)度，有利于根據(jù)工程進(jìn)度提前進(jìn)行役前檢查的準(zhǔn)備工作，并根據(jù)工程進(jìn)展適時(shí)開展役前檢查。管道焊縫核查以及可達(dá)性審查的重點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：

3.1 管道焊縫信息的收集

核電廠役前檢查需要對(duì)在役檢查范圍內(nèi)所有的管道焊縫進(jìn)行檢查。在各系統(tǒng)移交之后，役前檢查之前就要對(duì)在役檢查范圍內(nèi)核級(jí)管道進(jìn)行核查，收集檢查過程中需要的重要信息，其中包括梳理在役檢查范圍、焊縫和部件標(biāo)識(shí)、管線走向、管道標(biāo)高、焊縫和部件所處房間號(hào)、管道材質(zhì)及尺寸、設(shè)計(jì)溫度及壓力、參考圖紙、是否有圖層或者保溫、核安全級(jí)別、檢查的可達(dá)性等所有在役前檢查過程中需要的信息。

3.2 不利因素的排查與整改

對(duì)于核查過程中發(fā)現(xiàn)的不利于檢測(cè)的情況，主要包括焊縫標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤、焊縫表面凹凸不平未圓滑過渡、焊縫檢測(cè)范圍被支吊架覆蓋等。

由于對(duì)程序理解的差異性、或者其它人因失誤等原因，不可避免的會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)管道焊縫、閥門或支吊架的鋼印編碼存在錯(cuò)誤，這就需要在核查過程中對(duì)該信息進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的錯(cuò)誤，及時(shí)修正，避免檢查對(duì)象出現(xiàn)偏差，保證焊縫標(biāo)識(shí)的唯一性。

同樣，由于核電現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)管道及設(shè)備交錯(cuò)排列，不可避免的造成焊縫被阻擋或者覆蓋，比如焊縫因支吊架、模塊、設(shè)備的阻擋無法接近焊縫，造成管道焊縫的手動(dòng)超聲或滲透檢查無法實(shí)施或者不滿足上述可達(dá)性檢查要求，這就需要在核查過程中統(tǒng)計(jì)此類問題，在檢查實(shí)施前盡早與相關(guān)單位協(xié)調(diào)，及時(shí)進(jìn)行整改，使檢查工作順利實(shí)施。

3.3 等軸圖編制

根據(jù)ASME規(guī)范以及法規(guī)導(dǎo)則確定管道的在役檢查范圍，參照管道的設(shè)計(jì)文件、安裝圖紙等信息資料，并結(jié)合核查過程中實(shí)際整理的管道信息，編制能涵蓋在役檢查要求的等軸圖，等軸圖是管道役前及在役檢查的重要文件。等軸圖冊(cè)中包括系統(tǒng)管道的焊縫編號(hào)、尺寸、材質(zhì)、管道級(jí)別、所處房間號(hào)、是否有保溫層或油漆覆蓋以及每條焊縫離房間地面的高度等信息。在后續(xù)役檢實(shí)施的過程中，可以根據(jù)等軸圖冊(cè)知曉是否需要腳手架的搭制、保溫層的拆裝以及油漆的打磨和涂刷等配合作業(yè)，有利于役檢工作的提前策劃和準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢部件的快速定位和檢查，避免了人因失誤的可能性和檢驗(yàn)人員找錯(cuò)房間而漏檢誤檢的情況發(fā)生。

同時(shí)對(duì)核查過程中所拍攝的影像資料進(jìn)行編輯整理，作為后續(xù)役檢及在役檢查工作的參考，并根據(jù)核查情況以系統(tǒng)為單位編制核查報(bào)告。

3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

通過大量的管道核查工作，最終形成完整、準(zhǔn)確的管道焊縫和部件的檢查清單，將收集到的重要檢查信息錄入到信息系統(tǒng)中，并在后續(xù)的役前及在役檢查過程中及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)效性和準(zhǔn)確性。

4 核級(jí)管道焊縫檢查的范圍和要求

AP1000機(jī)組核級(jí)管道焊縫的檢查方法主要是手動(dòng)超聲檢查和滲透檢查。按核安全級(jí)別、系統(tǒng)功能、焊縫尺寸的不同進(jìn)行特定的檢查。

對(duì)于核1級(jí)管道焊縫，除蒸汽發(fā)生器和非能動(dòng)余熱排出熱交換器傳熱管外，公稱直徑等于或小于25mm的管道焊縫以及不可達(dá)焊縫免于體積檢查和表面檢查，屬于在役檢查范圍內(nèi)的管道焊縫應(yīng)按照表2的要求進(jìn)行檢查：

表2：核1級(jí)管道承壓焊縫檢查要求

序號(hào) 受檢部件 檢查要求 檢查計(jì)劃

役前檢查 在役檢查（每檢查間隔）

1 名義尺寸≥NPS 4的管道

環(huán)焊縫 UT&PT 100% 25%

2 NPS 1≤名義尺寸

對(duì)于核2級(jí)管道焊縫，公稱直徑不大于NPS 4的管線和執(zhí)行高壓安注管線中公稱直徑不大于NPS 2的管道焊縫免于體積檢查和表面檢查，屬于在役檢查范圍內(nèi)的管道焊縫應(yīng)按照表3的要求進(jìn)行檢查：

表3：核2級(jí)管道承壓焊縫檢查要求

序號(hào) 受檢部件（根據(jù)免檢準(zhǔn)則，表中小于4英寸的管道是指高壓安注和輔助給水系統(tǒng)） 檢查要求 檢查計(jì)劃

役前檢查 在役檢查（每檢查間隔）

1 管徑>NPS 4英寸（101.69 mm）的管道，名義壁厚≥3/8英寸（9.525 mm）的管道焊縫，環(huán)焊縫 UT&PT 100% 7.5%（不少于28條）1

2 管徑>NPS 2英寸（50.8 mm）而< NPS 英寸（101.69 mm）的管道，名義壁厚>1/5英寸（5.08 mm）的管道焊縫，環(huán)焊縫 UT&PT 100% 7.5%（不少于28條）1

3 承插焊縫 PT 100% 7.5%（不少于28條）

4 支管外徑>NPS 2英寸（50.8 mm）支管連接焊縫，環(huán)焊縫 PT 100% 7.5%（不少于28條）

備注1：管徑≥NPS 3（76.2mm）的爆裂排除區(qū)域管道環(huán)焊縫，檢查量為100%。

對(duì)于核3級(jí)管道焊縫，只對(duì)核3級(jí)的先漏后破和破裂排除區(qū)域管線焊縫存在檢查要求。

為提高AP1000核電機(jī)組的安全性，海陽核電廠執(zhí)行先漏后破和破裂排除區(qū)域分析技術(shù)作為電站內(nèi)壓力管道災(zāi)難性破裂事故的重要評(píng)定準(zhǔn)則。海陽核電廠同樣對(duì)先漏后破管線和破裂排除區(qū)域管線焊縫實(shí)施在役檢查。對(duì)于破裂排除區(qū)域管線需要在每個(gè)檢查間隔內(nèi)完成100%的檢查，對(duì)于管徑≥3英寸的核二級(jí)和核三級(jí)管線需要進(jìn)行100%的手動(dòng)超聲檢查；對(duì)于先漏后破管線，需要對(duì)其范圍內(nèi)的阻尼器實(shí)施定期的檢查和試驗(yàn)，來保證其可靠性，同時(shí)核三級(jí)的先漏后破管線的檢查要求等效于表3核2級(jí)管道承壓焊縫檢查要求。

5 總結(jié)

海陽核電廠核級(jí)管道的役前及在役檢查項(xiàng)目眾多，檢查前主要開展檢查計(jì)劃的安排、檢查范圍的確定、管道核查以及可達(dá)性審查、編制等軸圖。檢查項(xiàng)目主要包括了焊縫的超聲和滲透檢查、支吊架以及焊接附件的目視檢查、管道測(cè)厚等項(xiàng)目。為保證役前及在役檢查項(xiàng)目的保質(zhì)、高效實(shí)施，前期需要經(jīng)過大量的協(xié)調(diào)、準(zhǔn)備工作。同時(shí)，也可通過建立在役檢查數(shù)據(jù)庫(kù)，將檢查信息和檢查報(bào)告等錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，提高役前及在役檢查的效率和可追溯性。

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