楊偉光

(中廣核工程有限公司， 深圳 518124)

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基于RCCM規(guī)范的EPR主管道焊縫射線檢測(cè)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

楊偉光

(中廣核工程有限公司， 深圳 518124)

主管道是核電站關(guān)鍵設(shè)備之一，在基于法國RCCM規(guī)范的主管道焊縫射線檢測(cè)過程中，常會(huì)出現(xiàn)射線檢測(cè)底片質(zhì)量不合格、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)理解錯(cuò)誤、缺陷無法準(zhǔn)確定性等問題，給主管道焊縫質(zhì)量帶來較大風(fēng)險(xiǎn)。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的解讀，分析射線檢測(cè)各種透照方法的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)化了主管道射線檢測(cè)透照方法；并充分利用圖示和實(shí)例信息深入剖析規(guī)范，以達(dá)到正確理解RCCM規(guī)范，準(zhǔn)確評(píng)定缺陷的目的。

RCCM; EPR; 主管道; 射線檢測(cè)

歐洲先進(jìn)壓水堆EPR是法馬通和西門子聯(lián)合開發(fā)的反應(yīng)堆,為單堆布置四環(huán)路機(jī)組，電功率1.75×106kW，設(shè)計(jì)壽命60 a，主要安全系統(tǒng)4列布置，具數(shù)字化儀控的主控室布置、先進(jìn)的人-機(jī)界面和雙層安全殼設(shè)計(jì)，有更高的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

RCCM-2007《壓水堆核電廠機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》標(biāo)準(zhǔn),是由法國核島設(shè)備設(shè)計(jì)、建造及在役檢查規(guī)則協(xié)會(huì)(AFCEN)出版的核電技術(shù)規(guī)范,涉及壓水堆核島機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、材料、檢驗(yàn)、焊接和制造等方面的要求,是目前壓水堆核電機(jī)組建造中使用較為廣泛的規(guī)范之一。在臺(tái)山核電站一期核島的兩臺(tái)EPR核電機(jī)組的建造和服役過程中,采用法國RCCM規(guī)范，從確保機(jī)組的運(yùn)行安全角度出發(fā)，都需要采用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)核島核安全設(shè)備及管道的焊縫質(zhì)量狀況進(jìn)行檢查。

主管道是核電站的關(guān)鍵設(shè)備之一，由于主管道壁厚較厚，在主管道焊縫射線檢測(cè)過程中，常會(huì)出現(xiàn)透照方式或布片等錯(cuò)誤，導(dǎo)致射線檢測(cè)底片質(zhì)量不合格；對(duì)基于RCCM規(guī)范的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的理解不正確，常導(dǎo)致缺陷無法最終定性。缺陷的誤判或漏判都會(huì)給主管道焊縫質(zhì)量帶來較大風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響核電站運(yùn)行期間的安全性及長期服役的需要。筆者通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的解讀，對(duì)射線檢測(cè)各種透照方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析，優(yōu)化了主管道射線檢測(cè)透照方法；并充分利用圖示和實(shí)例信息深入剖析規(guī)范，以達(dá)到正確理解RCCM規(guī)范，準(zhǔn)確評(píng)定射線檢測(cè)缺陷的目的。

1　EPR主管道介紹

EPR機(jī)組主管道共有12段管，將蒸汽發(fā)生器、壓力容器(堆芯)、主泵連接成4個(gè)環(huán)路，焊口采用脈沖鎢極氬弧自動(dòng)焊(TOCE)進(jìn)行焊接，主管道空間布置三維圖如圖1所示，其焊口規(guī)格信息如表1所示,表中焊接位置說明：PF+PG為管子水平立向上焊和立向下焊組合焊；H-L045+J-L045為管子傾斜立向上焊和立向下焊組合焊，PC為管子豎直橫焊。

表1　主管道焊口規(guī)格信息

圖1　主管道空間布置三維圖

2　透照方法選擇

透照方法的選擇不僅要考慮檢測(cè)效率,還要考慮到幾何不清晰度、像質(zhì)計(jì)絲徑可見性、黑度等因素的影響。由于主管道直徑較大、壁厚較厚，主要考慮采用雙壁單影、單壁單影、中心透照、偏心透照等透照方式，重疊透照或橢圓透照等透照方式不再考慮。

圖2　幾種透照方法的透照示意

2.1雙壁單影

采用雙壁單影的透照方式(見圖2(a))，焦距會(huì)成倍增加，單次透照僅能拍攝一張底片，透照時(shí)間過長，在大厚壁管道檢測(cè)工作中是不可接受的。

2.2單壁單影

采用單壁單影“外源法”(見圖2(b))時(shí)，單次透照僅能拍攝一張底片，透照時(shí)間較長，單次透照有效長度小，且底片中間和兩端部分黑度不均勻，這在工業(yè)檢測(cè)中是不可接受的。

2.3偏心透照

采用偏心透照方式(見圖2(c))，單次透照僅能拍攝一張底片，底片質(zhì)量較好(幾何不清晰度可小于0.3)，但透照時(shí)間較長，透照效率較低。

2.4中心透照

在管內(nèi)徑允許、幾何不清晰度滿足要求的情況下(幾何不清晰度小于0.6)，中心透照方式(見圖2(d))是最經(jīng)濟(jì)、最高效的檢測(cè)方式。如果采用一次透照完成，但實(shí)施時(shí)由于屏蔽板的遮擋，兩張底片搭接處存在無影像的局部間隙，影響焊縫底片整體評(píng)定,這在主管道檢測(cè)過程中是不允許的。如果采用兩次透照，即奇、偶數(shù)布片，則可有效解決該問題，主管道射線檢測(cè)推薦該種透照布片方式。

3　驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)解析

關(guān)于RCCM S7710章節(jié)射線檢測(cè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行如下解讀:任何形式的裂紋、未熔合、未焊透、咬邊、凹陷均是不允許的；如果焊縫射線檢測(cè)底片有上述缺陷的典型顯示，焊縫需返修處理。

以下對(duì)幾種常見缺陷形式逐一分析。

3.1單個(gè)氣孔

對(duì)于任何氣孔,其尺寸L如果超過表2給出的數(shù)值,則均是不允許的。

表2　單個(gè)氣孔允許限值

由于主管道焊口焊縫厚度均大于50 mm，故對(duì)于大于4 mm的單個(gè)氣孔是不可接受的，需進(jìn)行返修處理。

3.2線性(或密集)氣孔

密集氣孔的評(píng)定圖示見圖3。

圖3　密集氣孔的評(píng)定圖示

如果兩個(gè)密集氣孔間距D不小于較大密集氣孔直徑的6倍時(shí),這兩個(gè)密集氣孔應(yīng)作為兩個(gè)單獨(dú)密集氣孔進(jìn)行評(píng)定(氣孔直徑為dx)。

例如：圖3中，da=5 mm,db=3 mm，D=40 mm，此時(shí)D>6×da,兩個(gè)密集氣孔應(yīng)作為兩個(gè)單獨(dú)密集氣孔進(jìn)行評(píng)定。

如果兩個(gè)密集氣孔間距D小于較大密集氣孔直徑的6倍時(shí)，這兩個(gè)密集氣孔應(yīng)作為一個(gè)密集氣孔進(jìn)行評(píng)定，這一密集氣孔直徑dx應(yīng)為上述兩個(gè)密集氣孔直徑之和再加上間距。

例如：圖3中，da=5 mm,db=3 mm，D=25 mm,此時(shí)D<6×da，兩個(gè)密集氣孔應(yīng)作為一個(gè)密集氣孔進(jìn)行評(píng)定，合并的密集氣孔尺寸dx=da+D+db=33 mm。

對(duì)于圖4所示的線性排列氣孔,其判定原則同密集氣孔的判定原則。

圖4　線性排列氣孔的評(píng)定圖示

在12e或150 mm兩者中較小的長度L上，累積直徑∑dx(不再考慮它們之間的間距)大于e的線性排列(或密集)氣孔，應(yīng)判定為不合格，需返修處理。

3.3夾渣

3.3.1單個(gè)或多個(gè)夾渣

如果夾渣尺寸L超過表3所給出的數(shù)值,則均是不允許的。

表3　單個(gè)夾渣允許限值

由于主管道焊口焊縫厚度均大于50 mm，對(duì)于大于20 mm的單個(gè)夾渣是不可接受的，需進(jìn)行返修處理。

如果兩個(gè)夾渣間的距離D小于較小者長度的6倍時(shí)，應(yīng)作為單個(gè)夾渣進(jìn)行評(píng)定;這一夾渣的長度dx認(rèn)定為上述兩個(gè)夾渣之和再加上間距D，其值如果超過表3所給出的單個(gè)夾渣數(shù)值,則是不允許的而需進(jìn)行返修。

例如：圖5中，第一個(gè)夾渣d1為3 mm，第二個(gè)夾渣d2為5 mm，間距D為15 mm，此時(shí)D<6×d1，兩個(gè)夾渣應(yīng)合并成一個(gè)夾渣并按單個(gè)夾渣規(guī)則進(jìn)行評(píng)定，其尺寸dx=d1+D+d2=23 mm。

圖5　兩個(gè)夾渣的評(píng)定圖示

3.3.2成群夾渣

如果兩組夾渣缺陷間的間距不小于其中最長缺陷長度的6倍時(shí)，應(yīng)分別作為兩組成群夾渣進(jìn)行評(píng)定。

如果兩組夾渣缺陷間的間距小于其中最長缺陷長度的6倍且大于等于最短缺陷長度的6倍時(shí)，則可把這兩組夾渣缺陷視為一組成群缺陷，此成群夾渣的長度為上述兩個(gè)或多個(gè)夾渣長度之和再加上它們之間的間距。

例如：圖6中，第一個(gè)夾渣d1為5 mm，第二個(gè)夾渣d2為3 mm，第三個(gè)夾渣d3為7 mm，第四個(gè)夾渣d4為4 mm，第五個(gè)夾渣d5為2 mm，間距D1為3 mm，D2為5 mm，D3為45 mm，D4為7 mm。

由于D3>6×d3，圖6中的夾渣應(yīng)作為兩組成群夾渣進(jìn)行評(píng)定。

對(duì)于第一組夾渣，此時(shí)D1或D2<6×d3，應(yīng)作為一個(gè)夾渣群進(jìn)行評(píng)定，其尺寸為dx1=d1+D1+d2+D2+d3=23mm。

對(duì)于第二組夾渣，D4<6×d5，應(yīng)作為一個(gè)夾渣群進(jìn)行評(píng)定，其尺寸為dx2=d4+D4+d5=13mm。

圖6　成群夾渣的評(píng)定圖示

如果在12e長度上，存在多個(gè)成群夾渣，其總長度為這些成群夾渣的長度之和∑dx(不再考慮它們之間的間距);如果成群夾渣總長度大于e,則不可接受，需進(jìn)行返修處理。

4　結(jié)語

通過對(duì)射線檢測(cè)方法的對(duì)比分析，選擇中心曝光方式，優(yōu)化了主管道射線檢測(cè)方法；對(duì)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的解析，對(duì)快速有效評(píng)定射線檢測(cè)底片，防止漏判或誤判的發(fā)生具有十分重要的意義。方法應(yīng)用于國內(nèi)EPR某機(jī)組的建造過程中，提高了檢測(cè)效率、保證了底片質(zhì)量，確保了主管道焊縫射線檢測(cè)質(zhì)量；對(duì)后續(xù)使用法國RCCM規(guī)范的核電工程同樣具有指導(dǎo)意義。

Radiographic Inspection Method and Acceptance Standard of EPR Main Pipeline Weld Based on RCCM

YANG Wei-guang

(China Nuclear Power Engineering Co., Ltd., Shenzhen 518124, China)

The main pipeline is one of the key equipment in a nuclear power plant. With a relatively large thickness, the main pipeline is checked and accepted according to the RCCM, a French standard. Therefore, problems such as disqualification of the negative film during radiographic examination, misunderstanding of the check and acceptance standard, confirmation of the defect and the like often happen. And, these problems might threaten the welding quality of the main pipeline. This article elaborates the RCCM, analyzes the advantages and disadvantages of various radiographic examination methods and tries to optimize the main pipeline radiographic examination method. It also aims to facilitate the correct understanding of RCCM and helps to make a correct evaluation of the defect through graphic representations and examples.

RCCM; EPR; The main pipeline; Radiographic inspection

2015-10-16

楊偉光(1981-),男,高級(jí)工程師,學(xué)士,主要從事核電站設(shè)備與管道等的焊縫焊接與無損檢測(cè)技術(shù)及工藝的研究工作。

楊偉光,E-mail: yangweiguang@cgnpc.com.cn。

10.11973/wsjc201606017

TG115.28

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1000-6656(2016)06-0069-04