核電站焊縫滲透檢測(cè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)差異

丁洪峰

（山東核電有限公司，煙臺(tái) 265116）

滲透檢測(cè)（PT）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于CPR1000與AP1000堆型核電站的設(shè)備制造、土建、安裝、調(diào)試和運(yùn)行的各階段。尤其是在安裝階段需要對(duì)核島和常規(guī)島焊縫實(shí)施滲透檢測(cè)（一般選用水洗及溶劑去除型）。其中，核島焊縫的滲透檢測(cè)分別執(zhí)行法國RCC－M《壓水堆核電站核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與建造法則》2000版及2002補(bǔ)遺［1］版和美國ASME BPVC《鍋爐及壓力容器規(guī)范》1998版及2000補(bǔ)遺［2］版標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)島焊縫的滲透檢測(cè)一般執(zhí)行我國標(biāo)準(zhǔn)JB／T 4730.5－2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》［3］。

眾所周知，RCC－M 是以ASME BPVC 規(guī)范為基礎(chǔ)，結(jié)合法國工業(yè)技術(shù)特點(diǎn)和核電建造經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化而成的法國壓水堆技術(shù)規(guī)范；JB／T 4730.5－2005滲透檢測(cè)部分是參照ASME V 卷SE－165有關(guān)要求并結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況制定；而ASME BPVC本身對(duì)于核級(jí)設(shè)備的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)集中在ASME Ⅲ卷中。

盡管三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)間有著密切聯(lián)系，但對(duì)滲透檢測(cè)的結(jié)果和評(píng)判，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不一致。筆者對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)下的評(píng)定規(guī)范進(jìn)行分析與比較，有助于加深對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)的理解，避免使用時(shí)發(fā)生混淆。

1 標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定

RCC－M 2000（2000補(bǔ)遺）版中核級(jí)焊縫分成核1、2、3級(jí)，滲透檢測(cè)需滿足MC卷及S卷相關(guān)規(guī)定。S卷還對(duì)核1、2級(jí)的密封焊縫和換熱器管與管板焊縫的滲透檢測(cè)規(guī)定了更加嚴(yán)格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，此處不進(jìn)行討論。

RCC－M 滲透檢測(cè)的受檢區(qū)包括金屬焊縫和寬度至少為15mm 的接頭兩側(cè)相鄰母材區(qū)（對(duì)于支承件，相鄰母材區(qū)限定為10mm，儲(chǔ)罐為5mm）；一般在接頭外表面進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)可接近時(shí)也包括接頭內(nèi)表面。檢驗(yàn)區(qū)域以外的母材適用于基本部件的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。RCC－M 核級(jí)焊縫滲透檢測(cè)缺陷記錄及評(píng)判規(guī)定如表1所示。ASME 標(biāo)準(zhǔn)中核設(shè)備制造要求在Ⅲ卷NB／NC／ND／NE／NF／NG分卷中分別予以規(guī)定，各級(jí)焊縫滲透檢測(cè)記錄與評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)保持一致。因

表1 RCC－M 2000（2000補(bǔ)遺）核級(jí)焊縫滲透檢測(cè)缺陷記錄及評(píng)判規(guī)定

ASME 標(biāo)準(zhǔn)采用英制單位，表內(nèi)括號(hào)中標(biāo)注了國際單位，國內(nèi)核電行業(yè)對(duì)于缺陷的評(píng)定一般采取從嚴(yán)原則，按照二者中較嚴(yán)格者進(jìn)行驗(yàn)收。ASME滲透檢測(cè)范圍包括焊縫外表面和可接近內(nèi)表面以及焊縫兩邊至少1／2in.（13mm）范圍內(nèi)相鄰母材，母材驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)也有不同于焊縫的額外規(guī)定，ASME 核級(jí)焊縫滲透缺陷記錄及評(píng)判規(guī)定：焊縫級(jí)別為核NB／NC，ND／NE／NF焊縫；記錄要求為只有顯示的主要尺寸大于1／16in.（1.5 mm）才視作相關(guān)不連續(xù)性；評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為：①任何裂紋或線性顯示。②直徑大于3／16in.（5mm）的圓形顯示。③一條直線上間隔1／16in.（1.5 mm）或更小的4處或更多相關(guān)圓形顯示（邊緣到邊緣）。④在與受評(píng)定的顯示有關(guān)的最不利部位上，任取一個(gè)面積為6in2.（4 000 mm2），其主要尺寸不超過6in.（150mm）的表面，在這個(gè)面積上有10個(gè)或10個(gè)以上的圓形顯示。

標(biāo)準(zhǔn)JB／T 4730.5－2005將焊縫的質(zhì)量等級(jí)劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)，分級(jí)依據(jù)存在的缺陷性質(zhì)、數(shù)量、尺寸以及密集程度等。與RCC－M 和ASME規(guī)定的判廢標(biāo)準(zhǔn)不同，JB／T 4730.5－2005明確了各質(zhì)量等級(jí)的合格標(biāo)準(zhǔn)。核電站常規(guī)島部分一般規(guī)定焊縫達(dá)到質(zhì)量等級(jí)Ⅰ級(jí)為合格且檢查結(jié)果不允許存在任何裂紋、成排氣孔、分層。I級(jí)焊縫滲透缺陷記錄及評(píng)判規(guī)定見表3。JB／T 4730.5適用于承壓設(shè)備表面開口缺陷的檢測(cè)，評(píng)定分為焊縫和坡口與其他部件兩部分，焊縫接頭的檢測(cè)范圍方面未明確對(duì)焊縫兩側(cè)相鄰母材的范圍要求。JB／T 4730.5－2005Ⅰ級(jí)焊縫滲透缺陷記錄及評(píng)判規(guī)定：焊縫評(píng)級(jí)為Ⅰ級(jí)焊縫；記錄要求為非相關(guān)顯示和虛假顯示不必記錄和評(píng)定。小于0.5mm的顯示不計(jì)，除確認(rèn)顯示是由外界因素或操作不當(dāng)造成的之外，其他任何顯示均應(yīng)作為缺陷顯示。兩條或兩條以上缺陷線性顯示在同一條直線上且間距不大于2mm 時(shí)，按一條缺陷顯示處理，其長度為兩條缺陷顯示之和加間距。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為：①不允許線性缺陷。②圓形缺陷（評(píng)定框尺寸35mm×100mm）直徑不大于1.5mm，且在評(píng)定框內(nèi)少于或等于1個(gè)。③d為圓形缺陷在任何方向上的最大尺寸。

2 標(biāo)準(zhǔn)比較

對(duì)于滲透顯示與缺陷顯示的關(guān)系，RCC－M 未做詳細(xì)分析，ASME 將滲透顯示分為相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示，而JB／T 4730.5進(jìn)一步明確為相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示和虛假顯示三類。

相關(guān)顯示為由缺陷中滲出的滲透劑所形成的痕跡顯示，即缺陷顯示，是缺陷存在的標(biāo)志；非相關(guān)顯示是由加工工藝、零件結(jié)構(gòu)、外形缺陷如機(jī)械損傷等所引起的滲透劑顯示，是與缺陷無關(guān)的、外部因素形成的顯示，通?？捎赡恳暀z查證實(shí)、不能作為評(píng)定依據(jù)；虛假顯示是由滲透劑污染等所引起的滲透劑顯示。非相關(guān)顯示和虛假顯示不必進(jìn)行記錄和評(píng)定［4］。

對(duì)于滲透檢測(cè)需要評(píng)定的對(duì)象——缺陷顯示方面，各標(biāo)準(zhǔn)沒有根本區(qū)別。

RCC－M、ASME與JB／T 4730.5焊縫滲透缺陷記錄及評(píng)判規(guī)定匯總?cè)绫?所示。由表可見，RCC－M、ASME與JB／T 4730.5均將滲透檢測(cè)中的缺陷顯示分為線性顯示和圓形顯示兩類并分別加以評(píng)判。

對(duì)于線性顯示、圓形顯示的定義，各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基本保持一致，即當(dāng)顯示的最大尺寸（長度）與最小尺寸（寬度）的比值大于3時(shí)為線性顯示，其他所有的缺陷顯示按圓形顯示處理。

表2 RCC－M、ASME與JB／T 4730.5焊縫滲透缺陷評(píng)判規(guī)定匯總

按照J(rèn)B／T 4730.5Ⅰ級(jí)焊縫的驗(yàn)收要求，常規(guī)島焊縫與RCC－M、ASME 核級(jí)焊縫在對(duì)滲透檢測(cè)所發(fā)現(xiàn)的線性顯示的處理上也是一致的，均把線性顯示作為不可接受缺陷處理。

三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的記錄和驗(yàn)收規(guī)定差異主要集中在記錄閾值、圓形顯示的驗(yàn)收規(guī)定等方面。

2.1 記錄閾值

RCC－M 規(guī)定核1、2、3級(jí)焊縫的滲透檢測(cè)僅記錄尺寸大于2mm 的缺陷顯示；此外，對(duì)任何總長度超過20mm 的同一直線上緊密排列的多個(gè)顯示，即使這些顯示都小于記錄閾值，但為了確定顯示的性質(zhì)，也應(yīng)記錄這些顯示并對(duì)其作進(jìn)一步的分析。

ASME Ⅲ卷規(guī)定只有不連續(xù)性顯示的主要尺寸大于1／16in.（1.5mm）才視作相關(guān)不連續(xù)性。

JB／T 4730.5明確非相關(guān)顯示和虛假顯示不必記錄和評(píng)定，小于0.5mm 的顯示不計(jì)，除確認(rèn)顯示是由外界因素或操作不當(dāng)造成的之外，其他任何顯示均應(yīng)作為缺陷顯示。

值得一提的是，由于滲透檢測(cè)顯示本身具有缺陷放大作用，缺陷顯示痕跡的顯示尺寸通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于缺陷實(shí)際尺寸，實(shí)際檢測(cè)中人眼通常能分辨出的顯示尺寸在0.5mm 左右，而且缺陷顯示尺寸均小于0.5mm的缺陷重復(fù)檢出率也比較差［5－6］。

2.2 缺陷顯示長度計(jì)算

JB／T 4730.5規(guī)定兩條或兩條以上缺陷線性顯示在同一條直線上且間距不大于2mm 時(shí)按一條缺陷顯示處理，其長度為兩條缺陷顯示之和加間距。

筆者認(rèn)為此規(guī)定主要是針對(duì)焊接接頭及其他部件質(zhì)量分級(jí)中對(duì)線性缺陷長度的計(jì)算方法，盡管對(duì)于核電要求達(dá)到的I級(jí)焊接接頭不允許存在線性缺陷顯示，但對(duì)于焊縫檢測(cè)報(bào)告中缺陷顯示的記錄仍應(yīng)關(guān)注此規(guī)定。

RCC－M、ASME未考慮將缺陷顯示間距計(jì)入缺陷長度，未進(jìn)行相關(guān)描述。

2.3 單個(gè)圓形顯示的評(píng)定

RCC－M 中，一般的核1、2、3級(jí)焊縫可接受的單個(gè)圓形顯示的最大尺寸為4 mm，ASME 核級(jí)焊縫可接受的圓形顯示為直徑不超過3／16in.（5mm），而JB／T 4730.5Ⅰ級(jí)焊縫可接受的單個(gè)圓形顯示最大尺寸為1.5mm。

因此，滲透檢測(cè)評(píng)判時(shí)須明確焊接接頭適用的標(biāo)準(zhǔn)。鑒于核電行業(yè)對(duì)焊縫質(zhì)量的重視，在一般的檢測(cè)中，即使圓形顯示尚未達(dá)到評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、甚至尚未達(dá)到記錄閾值，檢測(cè)人員也會(huì)要求將顯示位置打磨后重新滲透檢測(cè)以確認(rèn)。

2.4 多個(gè)圓形顯示的評(píng)定

對(duì)于圓形顯示，只要其尺寸及分布位置滿足一定條件，各標(biāo)準(zhǔn)均允許在一定范圍內(nèi)存在若干圓形顯示；但各標(biāo)準(zhǔn)選用的評(píng)定框大小及框內(nèi)允許的顯示個(gè)數(shù)均不相同。

RCC－M 標(biāo)準(zhǔn)選用的評(píng)定框?yàn)?0 000mm2的矩形框，根據(jù)焊縫級(jí)別的不同評(píng)定框內(nèi)最多允許存在11個(gè)圓形顯示；而JB／T 4730.5選用35mm×100mm 評(píng)定框，對(duì)于Ⅰ級(jí)焊縫只允許在框內(nèi)存在一處不大于1.5mm的圓形顯示。

考慮到排列成直線的圓形顯示有裂紋的可能，RCC－M 及ASME標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)排列成直線的多個(gè)圓形顯示的個(gè)數(shù)及間距進(jìn)行了限定；而核電行業(yè)常規(guī)島的滲透檢測(cè)一般在JB／T 4730.5基礎(chǔ)上規(guī)定檢查結(jié)果不允許存在任何裂紋、成排氣孔。因此，同樣的對(duì)多個(gè)圓形顯示，選用不同標(biāo)準(zhǔn)很可能得到不同的評(píng)定結(jié)果。

綜上，各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)確認(rèn)為缺陷的顯示均應(yīng)進(jìn)行定位、定性及定量評(píng)定，對(duì)于一般性焊接接頭，僅限于顯像評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)而言，以JB／T 4730.5的評(píng)定方法最為嚴(yán)格，RCC－M 標(biāo)準(zhǔn)次之。值得特別指出的是，焊縫質(zhì)量的優(yōu)劣僅以缺陷顯示進(jìn)行評(píng)價(jià)并不充分，缺陷滲透顯示并不是缺陷本身；而且顯像時(shí)間及評(píng)定時(shí)機(jī)對(duì)缺陷評(píng)定的結(jié)果有著明顯影響。顯像時(shí)間太短時(shí)缺陷顯示仍在擴(kuò)散中甚至還未出現(xiàn)，而隨著顯像時(shí)間的延長，裂紋等缺陷的線性顯示可能逐漸變圓，相鄰顯示可能連成一片。

一般情況下，在顯像劑施加干燥后應(yīng)立即觀察顯示跡象的形成過程和大小。對(duì)此RCC－M 標(biāo)準(zhǔn)及ASME BPVC均有相關(guān)論述，對(duì)于具體的滲透檢測(cè)應(yīng)根據(jù)檢測(cè)材料及對(duì)象等的不同，在檢測(cè)工藝卡規(guī)定顯像時(shí)間內(nèi)正確把握判定時(shí)機(jī)。

3 結(jié)論

（1）三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均將缺陷顯示分為線性顯示和圓形顯示兩類加以評(píng)判。

（2）核電站中核島核級(jí)焊縫與常規(guī)島焊縫均不允許存在線性顯示。

（3）三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在滲透顯示的記錄閾值、滲透顯示的長度計(jì)算方法、單個(gè)圓形顯示的評(píng)定以及多個(gè)顯示的評(píng)定方面存在明顯差異，記錄與評(píng)定時(shí)應(yīng)加以注意。

（4）滲透檢測(cè)操作時(shí)，應(yīng)正確把握滲透顯示判定時(shí)機(jī)，并根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確加以記錄和評(píng)判。

［1］RCC－M 2000（2002）壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則［S］.

［2］ASME BPVC鍋爐和壓力容器規(guī)范［S］.

［3］JB／T 4730.5－2005 承壓設(shè)備無損檢測(cè)（第5部分）：液體滲透檢測(cè)［S］.

［4］胡學(xué)知.滲透檢測(cè)［M］.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007：128－129.

［5］馬新朝.核電工程中液體滲透檢測(cè)的質(zhì)量控制及顯像結(jié)果評(píng)判差異性［J］.無損檢測(cè)，2014，36（9）：85－89.

［6］邢兆輝，高迎峰.JB／T 4730.5－2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》答疑——滲透檢測(cè)部分（Ⅲ）［J］.無損檢測(cè)，2007，29（1）：45－47.