核電廠常規島安裝工程的射線檢驗

梁華中 張輝雄

（廣東火電工程總公司，廣東 廣州 510730）

1 前言

核電廠是通過核裂變產生大量能量，由能量轉化為熱能，熱能在一回路與二回路中傳遞，以蒸汽的形式，推動汽輪機（把熱能轉化為機械能），再由汽輪機帶動發電機發電（把機械能轉化為電能）的過程，從而實現核能到電能的轉變。通常，核電廠有三大部份組成，核島、常規島及BOP輔助系統。而常規島部份與常規火電廠的發電原理基本相同，它實現從熱能、機械能、電能轉變過程的功能。在常規島安裝過程中，會有大量的設備及管道焊接，無損檢驗在這里得到廣泛的應用。無損檢驗是指以不損害預期實用性和可用性的方式來檢驗材料或零部件的技術方法的開發和應用，其目的是為了探測、定位、測量；評價完整性、性質和構成；測量幾何性。簡單來說是在不對材料、工件和設備造成任何損傷的前提下，利用材料物理性質因有缺陷而發生變化的現象，來判斷構件內部和表面是否存在缺陷。在常規島安裝過程中，應用最多的無損檢驗方法有射線檢驗、滲透檢驗、磁粉檢驗。由于核電廠安全質量的特殊性，決定了其無損檢驗的應用比其它行業在安全，質量方面提出更加嚴格的要求。在常規火電廠的無損檢驗中，射線檢驗、超聲波檢驗和渦流檢驗都可以用來檢測材料內部缺陷的檢驗方法，但是在核電廠常規島安裝過程中，以射線檢驗作為檢測材料內部缺陷的主要檢驗方法。下面介紹射線檢驗如何在核電廠常規島安裝工程中的應用。

2 程序依據

由于核設施安全性和可利用率要求的特殊性對系統和設備以及活動的質量提出了更高的要求。承包商必須建立項目質量保證體系，根據業主的程序文件檢驗要求，對射線檢驗相關的管理、技術程序文件進行編寫，做到凡事有章可循。需要編寫的程序文件一般包括《無損檢驗大綱》、《射線檢驗工作程序》、《射線探傷和輻射防護管理》、《放射源事故應急預案》、《暗室處理》等。核電廠工作模式是一切按程序辦事，技術文件一經批準生效，就會作為射線檢驗的依據，進行射線檢驗，要嚴格按照程序文件的要求進行。如果由于編寫人員經驗水平不足或現場技術條件的變更，發現程序文件與現場實際情況不一致，工作執行沒法得到預期的效果時，需匯報給程序文件的編制者，編制者根據現場實際情況查找原因，對技術程序文件進行修改升版，使技術文件與現場實際情況始終保持一致性。

3 質量控制

我國實踐證明，是否切實實施質量保證工作，對能否保證核設施物項和活動的質量，從而對保證其安全運行和可利用率起到十分明顯的作用。為了保證達到工序質量要求必須設置質量控制點。質量控制點是為了保證工序質量而確定的重點控制對象、關鍵部位或薄弱環節。質量控制點包括見證點（W點）和停工待檢點（H點）。凡是列為見證點的質量控制對象，參與檢驗相關人員應按約定時間進行活動見證和監督，并簽證合格的工序活動。如業主檢驗人員未適時出席，施工單位有權按計劃繼續工作。底片評定一般會設置為W點；停工待檢點是重要性高于見證點的檢查點，通常是針對隱蔽性施工過程或工序、對整體質量影響重大的工序、和首次使用的特殊工藝設置H點。凡列為H點的控制對象，要求檢查人員必須到場檢查，如果檢查人員未在約定的時間到場監督、檢查，施工單位應停止后續工序的施工。射線人員的資格審核一般會設置為H點。

4 人員資格

從事核電廠常規島射線檢驗的人員必須持有技術監督局、核工業或電力行業的相應資格證書且只能從事個人資格證上相應級別的檢驗活動。上崗前，必須經過崗前培訓并考核合格，經授權后方可上崗作業。從事現場透照工作的射線探傷小組組長還需通過輻射安全知識的培訓并持有放射人員工作證。由于射線對人體具有一定的危害性，所有射線檢驗人員還需按照國家及行業相關標準規范進行體檢，建立個人健康檔案，體檢不合格或對放射線敏感的人員不得從事該項工作。

5 材料設備

根據常規島施工現場不同的環境特點，在進行射線檢驗時，會選用不同的射線檢驗機具材料和射線檢驗方式。一般情況下，會選用X射線探傷機，γ射線源。X射線探傷機一般 選 用 300EG-S2、300EG-B2F、XXG-3005等，其最高電壓不超過300kV。在常規島安裝工程中，預制的管道焊接接頭和除鹽水罐筒體間的對接焊接接頭會選用X射線探傷機，其檢驗的厚度較小，焊口比較集中。而現場管道安裝復雜，管線布置與配電設備等因素的限制，X射線探傷機一般不適用，這時選用γ射線源較合適。γ射線源在現場使用方便，不受管道布置，配電設置和現場環境的限制。采用γ射線源還可以進行X射線探探傷機不能進行射線透照方式，而達到射線檢驗最好的效果。由于常規島安裝工程中，涉及射線檢驗的管道厚度一般在1～36mm之間，常會選用Se-75、Ir-192兩種γ射線源。X射線機進場后，技術人員應組織持有射線Ⅱ級資格證人員每年編制其曝光曲線；γ射線的使用必須符合GB4792-84《放射衛生防護基本標準》，定時進行保養。膠片的選擇根據被檢工件對底片的質量要求，以及透照工藝條件選擇合適類型的膠片，一般會選擇KODAK AA400。一些業主可能會要求選用更高級別的膠片，如KODAK MX125。使用射線膠片前，應對每盒膠片抽取一張膠片測量其固有灰霧度，其數值應少于0.3。若該盒膠片所抽檢的膠片固有灰霧度高于或等于0.3，應進行擴大比例抽檢。若仍存在超標現象，則該盒膠片不能在現場使用，并退回給供應商處理。

6 探傷許可證

在進行射線檢驗前，必須向業主辦理射線許可證。由于核電工程的特殊性，當天的射線探傷作業只能當天申請，射線探傷負責人核對當天所需進行射線檢驗的工作內容，工作地點和預計完成時間，然后向業主辦理射線工作許可證。射線檢驗時，許可證必須要攜帶到現場，以便業主安全監督人員檢查。每一張射線工作許可證僅對一個射線檢驗活動有效，射線檢驗人員只能在申請的地點，在規定的時間內進行射線檢驗，禁止超出地點、時間進行射線檢驗。

7 檢驗對象和檢驗比例

在核電廠常規島安裝工程中，射線檢驗主要對象是焊接接頭。包括管道對接焊接接頭，壓力容器對接焊接接頭。其中以管道對接接頭為主，不論是預制車間的管道，還是現場安裝的管道，其設計復雜，規格不一。直徑從10～2591mm和厚度從1～38mm等多種不同規格都可能需要進行射線檢驗。而其檢驗比例則需按照相關技術標準的要求執行。一般情況下，常規島管道安裝會參與電力標準，根據其壓力，溫度等參數劃分為一級管道和二級管道兩種級別管道，然后按其是否進行水壓試驗來選擇射線檢驗比例。壓力容器有除鹽水罐、除氧器，都需要進行射線檢驗。一般情況下除鹽水罐筒體間環焊縫與縱焊縫進行10%射線檢驗，丁字縫進行100%射線檢驗。除氧器則需進行100%射線檢驗。除了管道和壓力容器的焊接對接接頭，常規島內一些設備也需要進行射線檢驗。

8 透照工藝

與其它行業的射線檢驗相同，常規島安裝工程中的射線檢驗優先選用單壁透照，當不能采用單壁透照時才允許選用雙壁透照的方式。射線束中心一般應垂直指向透照區中心，需要時也可以選用有利于發現缺陷的方向透照。對于大管道對接焊接接頭（管道外徑大于100mm），如果射線源可以放置在管道軸線的中間，焦距也滿足底片幾何清晰度的和靈敏度的要求，應優先選擇。不符合要求參數條件的，也可按標準文件的規定，放寬條件選擇。其它情況一般選擇雙壁單影射線透照方式，像質計放置在膠片側，并加“F”以作標識。一般不選用單壁外透法。對于小管道對接焊接接頭，則選擇用雙壁雙影法，根據管道參數與所采用的工藝標準要求，選擇傾斜橢圓成像透照法或垂直透照法。

9 輻射防護

核電廠常規島射線檢驗輻射防護也是一個比較重要的過程。由于核電廠安全的重要性，賦予其射線檢驗輻射防護更加嚴格的要求。首先要管理者重視其安全的重要性，具有核安全文化意識，形成一套比較完善的管理制度。從射線探傷許可證的申請到現場射線結束的每一個過程都應按業主安全程序或國家行業相關安全規定進行嚴格控制。射線探傷許可證申請時，就需要明確規定工作負責人，負責射線檢驗整個過程。在現場使用X射線探傷機進行射線檢驗時，應按GB 16375的規定劃定控制區和管理區，設置警告標志；在現場使用γ射線源進行射線檢驗時，應按GB 18465的規定劃分控制區和監督區，設置警告標志。射線檢驗時，應圍繞控制區邊界測定輻射水平，確保其滿足標準的要求，檢測人員應佩戴個人劑量計，并攜帶劑量報警儀。所有測定要以記錄形式保存下來，形成文件以備核查。業主也會對邊界的輻射水平進行抽查。射線檢驗小組還應攜帶數字劑量儀，每天記錄每人接受劑量的情況。在使用γ射線源前，需要編定《射線源事故應急預案》，并針對預案每年進行一次演練。

10 工期各階段特點

射線檢驗在核電廠常規島安裝工程中，不管以安裝工程不同的階段來劃分，還是以各不同系統部位來劃分，都有其獨特的特點。根據在常規島安裝經驗，在射線檢驗開工之前，就需要針對工程安裝進度或安裝階段，每一個系統部位，計劃射線檢驗的工作安排，人員、材料、機具等需求狀況。在工程安裝前期，涉及射線檢驗的工作量比較少，一般是預制管道的焊接接頭與除鹽水罐的安裝。其特點工作量少、工期長、工作簡單、工作場地在預制車間與除鹽水罐車間，場地環境空曠，但對輻射防護有一定的難度；常規島現場安裝正式開始后，射線工作量會相應加大，尤其進入安裝的高峰期，每天都會有大量的射線檢驗工作，現場環境經常出現交叉作業，而且管道布置錯綜復雜，給射線檢驗帶來很大困難。這段時期，進行射線檢驗的時間窗口也會有很大影響，與其他承包商的施工沖突時有發生，對射線輻射防護要求更高。所以，射線檢驗負責人在這段時間內，要合理安排員工，材料及機具配置，提高工作效率。否則會造成大量工作滯后，甚至影響核電工程安裝進度；進入工程安裝后期，現場射線工作減小，這時主要是底片整理工作。每個系統部件的射線檢驗大多相同，但也有其不同的特點。如汽水分離器管線多，管道走向復雜，管道間布置密集，射線工作量大，困難，易出現漏檢與重檢的情況；汽輪機各系統，管道規格不一，小管道射線檢驗較多，檢驗比例多是100%。而采用的標準多為外國標準如ASME等，對射線檢驗人員的技術與經驗有一定的要求。

[1]強天鵬.NDT全國特種設備無損檢測人員資格考核統編教材射線檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007.

[2]JB/T4730.2-2005.射線檢測[S].

[3]核電廠射線檢測技術[Z].