核島主設(shè)備制造和役前檢查階段無損檢測技術(shù)差異

朱從斌，葛林濤，朱 坤

（中廣核工程有限公司，深圳 518124）

核島主設(shè)備制造和PSI階段的無損檢測技術(shù)要求存在差異，經(jīng)常發(fā)生由于技術(shù)要求的不統(tǒng)一而導(dǎo)致的質(zhì)量事件。為了有效地避免制造和PSI階段無損檢測技術(shù)差異帶來的潛在質(zhì)量和進(jìn)度隱患，有必要深入分析制造和PSI階段的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及不同技術(shù)要求，與制造單位和PSI檢查單位進(jìn)行積極溝通和交流，事先策劃，推動制造單位在制造階段按照PSI階段的要求進(jìn)行補(bǔ)充檢測。

1 典型質(zhì)量事件分析

2013年5月23日，PSI檢查單位對某電站蒸汽發(fā)生器管板和水室封頭對接焊縫進(jìn)行役前超聲波檢測時，45°探頭在其檢測范圍內(nèi)的下封頭水室隔板下的堆焊層發(fā)現(xiàn)異常超標(biāo)信號，經(jīng)分析確定為手工堆焊和自動化堆焊搭接區(qū)域的非體積性缺陷。核查制造階段該堆焊部位的超聲波檢測報告，沒有該缺陷信號的相關(guān)記錄。制造廠在筒體外表面按照制造階段的標(biāo)準(zhǔn)對該堆焊部位的缺陷進(jìn)行了復(fù)檢，證明該缺陷確實(shí)未達(dá)到記錄限值，則制造和PSI階段的檢測結(jié)果產(chǎn)生了較大差異。

工程總承包單位協(xié)同PSI檢查和制造單位從檢測工藝、檢測范圍、缺陷記錄和缺陷判定方面梳理了該堆焊部位在制造和PSI階段無損檢測的技術(shù)差異。

1.1 檢測工藝和檢測范圍方面的差異

管板和水室封頭對接焊縫在制造階段超聲波檢測（使用0°、45°和60°探頭）時，寬度范圍是焊縫加焊縫兩邊各10 mm，不會覆蓋到水室隔板下的堆焊層，水室隔板下的堆焊是按照隔離層的超聲波檢測程序在內(nèi)壁進(jìn)行（僅使用0°探頭）掃查的。

管板和水室封頭對接焊縫在PSI階段超聲波檢測（0°、45°和60°探頭）時，寬度范圍是焊縫加焊縫兩邊各65mm，會覆蓋到水室隔板下的堆焊層，相當(dāng)于水室隔板下的堆焊層在PSI階段補(bǔ)充執(zhí)行了45°探頭的掃查。

1.2 缺陷記錄和缺陷判定的差異

制造階段只是記錄DAC－6dB以上的信號，對DAC－6dB以上的信號進(jìn)行分析、評定或累加；PSI階段對DAC－12dB以上的缺陷均進(jìn)行記錄和分析評定。

經(jīng)過認(rèn)真分析，制造階段和PSI階段超聲波檢測技術(shù)差異是造成該質(zhì)量事件發(fā)生的主要原因。鑒于PSI階段采用的45°探頭對該缺陷顯示的定量超標(biāo)，后續(xù)采取了多種檢測方法的反復(fù)驗(yàn)證、外方評估和在役監(jiān)控方案等措施，該質(zhì)量事件處理時間長達(dá)6個月，不考慮對工程進(jìn)度的影響，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百萬元。

2 核島主設(shè)備制造和PSI階段無損檢測技術(shù)差異

根據(jù)PSI檢查大綱和PSI檢查程序，確定了PSI階段無損檢測關(guān)注的核島主設(shè)備及需要進(jìn)行差異對比的無損檢測項(xiàng)目。其中反應(yīng)堆壓力容器（以下簡稱“RPV”）有兩項(xiàng)（射線檢測和超聲檢測），蒸氣發(fā)生器（以下簡稱“SG”）有三項(xiàng)（射線檢測、超聲檢測和渦流檢測），穩(wěn)壓器（以下簡稱PRZ）有兩項(xiàng)（射線檢測和超聲檢測），主管道有一項(xiàng)（射線檢測）。

2.1 RPV 無損檢測技術(shù)差異

2.1.1 差異項(xiàng)目

RPV 制造和PSI階段無損檢測技術(shù)差異共8項(xiàng)，如表1所示。

表1 RPV無損檢測技術(shù)差異分析

表1 （續(xù)）

2.1.2 RPV 無損檢測技術(shù)差異推薦的解決措施

RPV 制造與PSI階段無損檢測技術(shù)差異推薦的解決措施如表2所示。

表2 技術(shù)差異推薦的解決措施

2.1.3 自動化超聲檢測與手工檢測缺陷測長的差異

PSI階段超聲波自動化檢測采用噪聲法測長，制造階段采用－6dB 法測長。根據(jù)以往PSI自動化檢測與制造手工檢測對單個缺陷的定量對比經(jīng)驗(yàn)，自動化檢測缺陷測長較手工檢測測長要偏大。缺陷實(shí)際尺寸大于探頭－6dB聲束直徑寬度時，不會有較大的偏差，但當(dāng)缺陷小于探頭－6dB聲束直徑寬度時，噪聲法測長與－6dB 法測長差異較大。以陽江2號RPV 接管與筒體焊縫缺陷檢測信號為例，差異結(jié)果如下：

在制造階段，用－6dB 法測長，分別為10mm和6mm 的兩個間距為22mm 的孤立點(diǎn)狀缺陷，不具備累計(jì)條件，滿足制造標(biāo)準(zhǔn)的要求；在PSI階段采用噪聲法測長，對兩個缺陷實(shí)際進(jìn)行了累加，得出的缺陷總長度為67 mm。自動化噪聲法對這兩個缺陷的數(shù)據(jù)采集圖像如圖1所示。

圖1 PSI階段噪聲法測長數(shù)據(jù)采集圖像

2.1.4 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

制造階段執(zhí)行RCC－M《壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》標(biāo)準(zhǔn)，手工檢測，－6dB 法測長，有明確的手工UT 檢測驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［1］；PSI階段的手工檢測技術(shù)與制造階段相同，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與制造階段的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)一致。

PSI階段自動化UT 檢測對超過噪聲和DAC－12dB信號的回波進(jìn)行記錄和分析。但沒有噪聲法對應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，而是引用了制造階段的手工UT 檢測驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，是不合理且不對應(yīng)的。PSI階段檢測的主要目的是為在役檢測時建立評估的基準(zhǔn)零點(diǎn)［2］，因此，自動化UT 檢測發(fā)現(xiàn)的疑似超標(biāo)缺陷也應(yīng)采用手工檢測相同測長法（－6dB法）測定長度，再按照制造階段的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估和分析。

2.2 SG 無損檢測技術(shù)差異分析

SG 制造和PSI階段無損檢測差異共4 項(xiàng)，如表3所示。

表3 SG 無損檢測技術(shù)差異分析

SG 無損檢測技術(shù)差異推薦的解決措施如表4所示。

表4 SG 無損檢測技術(shù)差異推薦的解決措施

2.3 PRZ技術(shù)差異分析

PRZ 制造和PSI階段無損檢測技術(shù)差異共3項(xiàng)，如表5所示。

表5 PRZ無損檢測技術(shù)差異分析

PRZ無損檢測技術(shù)差異推薦的解決措施如表6所示。

表6 PRZ無損檢測技術(shù)差異推薦的解決措施

2.4 主管道無損檢測技術(shù)差異分析

PSI階段對主管道對接焊縫進(jìn)行射線檢測時，底片會覆蓋到焊縫和部分主管道母材區(qū)域。雖然制造和PSI階段射線檢測透照工藝相同，但由于鑄件底片的評定是通過與標(biāo)準(zhǔn)缺陷圖譜的對比進(jìn)行的，因此主管道的差異主要是制造與PSI階段底片評定人員對標(biāo)準(zhǔn)圖譜的理解之間的差異，有較多對主管道本體缺陷存在評定爭議的經(jīng)驗(yàn)反饋，對主管道本體出廠前有PSI檢查單位審查底片，在制造階段進(jìn)行交流和分析，達(dá)成一致意見。

3 推動實(shí)施的建議措施

（1）核島主設(shè)備PSI階段和制造階段無損檢測差異對比分析應(yīng)系統(tǒng)化和表格化。

（2）PSI階段關(guān)注的檢測部位應(yīng)在制造階段按照PSI階段的技術(shù)要求進(jìn)行補(bǔ)充檢測。

（3）為有效避免操作或設(shè)備儀器差異帶來的定量偏差在PSI階段才被發(fā)現(xiàn)，應(yīng)推動制造廠對臨界驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的缺陷進(jìn)行改變探頭類型或掃查工藝等方式進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證。

（4）促進(jìn)主設(shè)備制造廠對PSI階段無損檢測技術(shù)要求的理解和重視，加強(qiáng)制造階段的過程控制。

（5）制造階段發(fā)現(xiàn)存在潛在質(zhì)量風(fēng)險的缺陷顯示，推動PSI檢查單位及時介入進(jìn)行分析、評價和處理。

4 結(jié)語

制造和PSI階段無損檢測技術(shù)差異主要是檢測方法（自動或手工超聲）、檢測范圍、檢測工藝和評定驗(yàn)收方面之間的差異，在PSI單位完全介入制造階段不能實(shí)現(xiàn)的情況下，制造單位應(yīng)采取必要的措施保證檢測質(zhì)量，對發(fā)現(xiàn)的缺陷信號應(yīng)進(jìn)行充分的分析和評估，必要時請PSI單位介入。

制造和PSI階段技術(shù)差異分析是在某電站PSI階段超聲波檢測發(fā)現(xiàn)異常信號后才開啟的，之前沒有能夠意識到技術(shù)差異帶來的潛在質(zhì)量風(fēng)險，沒能做到提前預(yù)防和采取相關(guān)的措施，需要進(jìn)行總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)反饋，應(yīng)延伸到類似具有技術(shù)差異項(xiàng)的制造或安裝階段，保證設(shè)備的順利制造和安裝。

［1］RCC－M 2000 Edition ＆ Addendum 2002 deign and construction rules for mechanical components of PWR nuclear islands［S］.

［2］RSEM 1997（EN）In－service inspection rules for the mechanical components of pwr nuclear islands［S］.