嶺澳期核電站4號(hào)機(jī)組rpv接線安全端役前射線檢查技術(shù)

嶺澳期核電站4號(hào)機(jī)組rpv接線安全端役前射線檢查技術(shù)

稱重壓力容器（epv）是原子能島的主要設(shè)備。用于固定和包絡(luò)合物芯和堆的組件，使核的斷裂反應(yīng)限制在密封空間內(nèi)。它和一回路管道共同組成高壓冷卻劑的壓力邊界,是防止放射性物質(zhì)溢出的屏障之一核電站機(jī)組役前檢測(cè)是為了提供初始狀態(tài)下的數(shù)據(jù),作為將來在役檢測(cè)結(jié)果的比較依據(jù),包括射線、超聲波、表面和渦流檢測(cè)等多種方法。文中介紹的RPV射線檢測(cè)的主要部位為接管安全端焊縫。嶺澳Ⅱ期4號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器由筒體和用雙頭螺栓聯(lián)接的頂蓋兩部分組成RPV役前射線檢測(cè)依據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)RSE-M《壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與建造規(guī)則》和RCC-M《壓水堆核電廠在役檢測(cè)規(guī)則》。1rpv管口與安全端異種鋼焊縫規(guī)格規(guī)格根據(jù)壓水堆核電廠在役檢查規(guī)則RSE-M,RPV射線檢測(cè)的主要部位是:RPV接管與安全端焊縫(異種鋼焊縫,包括預(yù)堆邊)、安全端與主管道焊縫(同種鋼焊縫)以及各焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)。嶺澳Ⅱ期4號(hào)機(jī)組RPV管嘴與安全端異種鋼焊縫規(guī)格為:進(jìn)水管規(guī)格Φ910mm×106.1mm;出水管規(guī)格Φ950mm×107.1mm;材質(zhì)為16MnD5/Z2CND18.12N2。安全端與主管道同種鋼焊縫規(guī)格為:進(jìn)水管規(guī)格Φ861.9mm×81.7mm;出水管規(guī)格Φ873mm×69mm;材質(zhì)為Z3CN20.09M/Z2CND18,12N2。2射線源的選擇、檢驗(yàn)和評(píng)定RCC-M標(biāo)準(zhǔn)中MC3000部分及RSE-M標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓水堆核電站射線檢測(cè)技術(shù)作了具體規(guī)定和說明。根據(jù)RPV接管安全端焊縫的材質(zhì)和規(guī)格,將適用的規(guī)定總結(jié)如下:(1)接管安全端焊縫射線檢測(cè)被檢區(qū)至少包括填充金屬和熱影響區(qū),其檢測(cè)寬度范圍為焊縫寬度加其兩側(cè)各至少10mm(在幾何尺寸允許時(shí))。在確定被檢區(qū)時(shí),應(yīng)考慮焊接接頭真實(shí)位置相對(duì)于定位系統(tǒng)的不確定因素。(2)射線源應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),按零件的壁厚和被檢區(qū)的厚度來選擇。(3)零件的表面應(yīng)無鐵銹、異物或任何有礙射線照相底片評(píng)定的不規(guī)則狀態(tài)。表面可經(jīng)機(jī)加工、磨削、噴砂清理或不經(jīng)處理。對(duì)厚度>50mm的焊縫,應(yīng)用合適的機(jī)械方法,使焊縫外側(cè)和可接近的內(nèi)側(cè)表面與母材齊平。(4)用(5)膠片和射線源的相對(duì)位置規(guī)定為:當(dāng)外徑>170mm,射線源可以直接或用檢查管放入管內(nèi)時(shí),最好將其置于管子的中心位置;如果不能放入,則應(yīng)將射線源放在管外進(jìn)行透照。(6)雙片觀察時(shí),應(yīng)評(píng)定全部膠片。被檢驗(yàn)區(qū)應(yīng)用雙片觀察,雙層膠片黑度應(yīng)高于2.7,并符合工業(yè)用觀片燈的亮度水平,但黑度應(yīng)不超過4.5。雙層膠片可評(píng)定區(qū)域內(nèi)的黑度應(yīng)是逐漸變化的;如果雙片的最低黑度在2.7～3.5之間,而雙膠片對(duì)應(yīng)于被檢驗(yàn)區(qū)的某些部分的黑度又大于4.5,則采用單層膠片檢查,該膠片黑度至少為2。該膠片可評(píng)定區(qū)域內(nèi)的黑度應(yīng)是逐漸變化的。除本規(guī)則專門規(guī)定外,當(dāng)采用雙層膠片檢查時(shí),在限定黑度區(qū)域內(nèi)每張膠片上相同點(diǎn)測(cè)量的黑度差應(yīng)不超過0.5。(7)被檢驗(yàn)區(qū)標(biāo)志:當(dāng)被檢驗(yàn)區(qū)不能直接在膠片上測(cè)定時(shí)(例如打磨的對(duì)接焊縫),應(yīng)采用鉛制定位標(biāo)記(最好是一窄條),置于距原始坡口至少10mm處。這些定位標(biāo)記的放置應(yīng)不妨礙底片可評(píng)定部分的評(píng)定。3rv安全端焊接技術(shù)的要點(diǎn)3.1異種鋼、安全端與主管道的模擬RPV接管安全端焊縫的檢測(cè)實(shí)質(zhì)包含三個(gè)部位,即接管預(yù)堆邊、接管與安全端焊縫異種鋼、安全端與主管道的同種鋼焊縫。根據(jù)RPV接管安全端的材質(zhì)、規(guī)格以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境(接管位于8m高度),對(duì)于某一管嘴,為了能有效地檢測(cè)上述三個(gè)部位,難點(diǎn)有以下三條:如何選擇透照方式、如何確定透照次數(shù)以及如何將射線源送達(dá)指定位置。3.2檢測(cè)設(shè)備和輻射源根據(jù)RCC-M標(biāo)準(zhǔn),選用3.3安全警示牌及警示燈對(duì)樓暗盒準(zhǔn)備,內(nèi)有兩張感光速度相同的膠片和三張?jiān)龈衅?交替擺放。每一張底片都應(yīng)有與焊縫對(duì)應(yīng)的底片編號(hào)。正在曝光的房間,其出入門應(yīng)關(guān)閉,安全警示牌和警示燈應(yīng)放置于適當(dāng)?shù)牡胤?或用聲光警示燈提示曝光區(qū)域,用警示帶圈定曝光可能影響到的地方,并派專人監(jiān)護(hù)。所有人員配帶個(gè)人輻射劑量?jī)x,每個(gè)單獨(dú)活動(dòng)的小組必須配備1臺(tái)劑量監(jiān)測(cè)儀。為了驗(yàn)證射線照相質(zhì)量,第一次拍片前應(yīng)當(dāng)依據(jù)檢驗(yàn)程序拍攝質(zhì)量參考片,質(zhì)量參考片合格后再按制定的技術(shù)條件進(jìn)行拍片。3.4檢測(cè)技術(shù)的要點(diǎn)3.4.1預(yù)堆邊軸線與坡口方向的匹配異種鋼金屬焊縫關(guān)于透照預(yù)堆邊,射線源偏離焊縫中心線一定距離的解釋為:預(yù)堆邊傾角為6°,預(yù)堆邊最重要的缺陷類型是坡口未熔合,走向一般沿坡口方向,因此射線的透照方向與坡口方向盡量一致可獲得較高的靈敏度。預(yù)堆邊延長(zhǎng)線與管嘴軸線的焦點(diǎn)就是源的擺放位置。對(duì)于出水管半徑475mm,預(yù)堆邊傾角6°,焊縫寬度為53mm,則通過三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算可得出透照預(yù)堆邊時(shí),源的位置要偏離焊縫中心線23.4mm。同理可計(jì)算進(jìn)水口預(yù)堆邊檢測(cè)時(shí),偏移量為22mm。同種鋼焊縫透照方法為:源置于接管軸線和焊縫中心線交點(diǎn)處,周向透照安全端與主管道連接焊縫。如圖2所示,對(duì)于RPV全部六個(gè)接管安全端焊縫,共需要3×6=18次中心曝光。3.4.2曝光時(shí)間的確定對(duì)于γ源,曝光量為曝光時(shí)間和放射性源活度的乘積。源的放射性活度短時(shí)間內(nèi)可認(rèn)為是恒定的,只要確定曝光時(shí)間即可。曝光時(shí)間一般依據(jù)下面的條件計(jì)算:膠片的類型及品牌、濾光板的類型和厚度;透照壁厚、射線源的活度、射線源到膠片的距離、膠片黑度要求及增感屏的類型。根據(jù)嶺澳二期現(xiàn)場(chǎng)使用的3.4.3準(zhǔn)確度與要求幾何不清晰度U式中Db——被檢區(qū)內(nèi)表面到膠片的距離,mm;根據(jù)RCC-M的規(guī)定,幾何不清晰度要求≤0.9mm。以反應(yīng)堆壓力容器接管與安全端連接焊縫(進(jìn)水端)為例計(jì)算幾何不清晰度。若源尺寸D其他位置的幾何不清晰度為:反應(yīng)堆壓力容器接管與安全端連接焊縫(出水端)U以上數(shù)據(jù)表明,當(dāng)源置于接管中心進(jìn)行周向曝光時(shí),幾何不清晰度滿足RCC-M標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3.4.4出水管和異種鋼焊縫像質(zhì)計(jì)(IQI)置于膠片側(cè),沿外壁均布三個(gè)像質(zhì)計(jì)。用F標(biāo)識(shí)(對(duì)比試驗(yàn)在試驗(yàn)室進(jìn)行)。RSE-M規(guī)定:進(jìn)水管同種鋼焊縫(壁厚81.7mm)應(yīng)可看到孔直徑為1.25mm的顯示,出水管同種鋼焊縫(壁厚69mm)應(yīng)可看到孔直徑為1.00mm的顯示;進(jìn)出水管異種鋼焊縫(進(jìn)水管壁厚為106.1mm,出水管壁厚107.1mm)均應(yīng)可看到孔直徑為1.25mm的顯示。嶺澳Ⅱ期4號(hào)機(jī)組射線檢查采用AgfaD3型膠片。每張膠片兩邊的搭接至少20mm。膠片沿圓周布置,膠片尺寸采用400mm×150mm。根據(jù)接管規(guī)格可計(jì)算得出,接管與安全端連接的異種鋼金屬焊縫布置9×2張膠片,安全端與主管道連接焊縫布置8×2張膠片。3.4.5背屏的使用和預(yù)防為防止散射線,RSE-M規(guī)定RPV射線無損檢測(cè)時(shí)使用厚度為2.0mm的濾光板,并在一個(gè)角上鉆有2個(gè)Φ3mm的孔,每一張濾光板標(biāo)上記號(hào)。為防止背散射,RSE-M標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用背屏。背屏由一張或幾張鉛屏組成,厚度至少為2mm。采用一個(gè)厚度為1.5～2.5mm的鉛制字母“B”,并放置在暗盒與背屏之間,以確定背散射防護(hù)效果。若底片上出現(xiàn)的字母“B”顏色較淺,則該底片必須舍棄;若底片上出現(xiàn)的字母“B”顏色較深或不可見,則該底片為合格底片。4黑度、像質(zhì)劑靈敏度測(cè)定根據(jù)以上工藝,對(duì)嶺澳Ⅱ期4號(hào)機(jī)組RPV接管安全端焊縫進(jìn)行射線檢測(cè),對(duì)底片進(jìn)行評(píng)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果為:底片的最低黑度為2.8,最高黑度為4.2(均為雙片觀察);進(jìn)水管同種鋼焊縫(壁厚81.7mm)像質(zhì)劑顯示為Φ1.00mm孔,出水管同種鋼焊縫(壁厚69mm)像質(zhì)劑顯示為Φ1.00mm孔,進(jìn)出水管異種鋼焊縫(進(jìn)水管壁厚為106.1mm,出水管壁厚107.1mm)像質(zhì)劑顯示均為Φ1.00mm孔