淺談核電站一回路壓力管道焊縫射線檢測技術

李 青

（煙臺臺海瑪努爾核電設備有限公司，煙臺 264003）

核電站一回路壓力管道是連接反應堆壓力容器的重要部件，對防止帶放射性的介質擴散泄露，保障反應堆的正常運行起著重要的作用。

一回路壓力管道屬于核一級部件，因此在無損檢測中加強質量控制尤為重要，在相應的標準中都有強制性的要求，本文重點介紹內徑為27.5ˊ壓力管道焊縫滿焊時的射線檢測技術。

1 射線檢測技術

1.1 檢測表面要求和清潔度要求

被檢測區域表面應無任何有礙射線照相底片評定的不規則狀態。焊縫表面可經過打磨或機加工處理，焊補表面必須打磨。

射線檢測時使用的膠帶、記號筆等與工件表面接觸的材料中的F、CL、S含量應滿足RCC-M中的相關規定。

1.2 放射源

27.5 ˊ的管道焊縫厚度為67mm，因此放射源選用Ir192源，如表1所示。

表1 射線源與焊縫厚度的關系

1.3 像質計和濾光板

使用NF EN-462-1規定的線型像質計。使用Ir192透照，強制使用濾光板；使用X射線機透照時，不強制使用濾光板。

選用2mm厚的濾光板，在其相對的兩個角上各鉆2個直徑為3mm的孔。

1.4 增感屏和黑度計

選用鉛質增感屏，前屏0.20～0.25mm，中屏2mm×0.10mm，后屏0.20～0.25mm。

黑度計可測的最大黑度上限值應大于4.5，并且黑度計應至少每半年校驗一次。

1.5 觀片燈和膠片

觀片燈的亮度應能滿足規定的黑度范圍內底片評片的要求。可使用的膠片類型為C2型（柯達M100型、愛克發D3型等）。

1.6 透照次數和透照布置

采取的透照次數應能保證透照到整個工件的體積，透照時不允許膠片直接搭接。如果放射源的尺寸滿足幾何不清晰度的要求，可采用源在內單壁中心透照，否則采用源在內單壁偏心透照的方式，如圖1所示。

圖1 中心透照和偏心透照

1.7 焦距

射線透照焦距應當滿足幾何不清晰度的要求。射線照相的幾何不清晰度Ug由式（1）確定。射線底片的幾何不清晰度最大推薦值如表2所示。

式中，Ug為幾何不清晰度；df為射線源尺寸：L2為被透照焊縫或工件的射線源一側至膠片的距離（mm）；F為射線源到膠片的距離（mm）。

表2 射線底片的幾何不清晰度最大推薦值

1.8 透照方向

射線透照時，放射源的中心應垂直指向透照區域的中心，必要時也可以采用有利于發現缺陷的方向透照。為了滿足彎頭和直管對接焊縫的黑度要求和像質計靈敏度要求，則當采用同一套底片。

如果底片的黑度不滿足要求時，同一檢測部位可采用多次透照的方式，而分別評定不同的區域，但必須保證各評定區域之間能夠有效覆蓋，以便保證整個透照區域能夠有效評定，評定各區域時必須采用雙片評定。

1.9 暗盒組成和膠片標識

暗盒由增感屏、膠片組成，同時暗盒應該緊貼工件。膠片的標識包括日期、產品標記、焊縫標記、項目號、片號、搭接標記、公司標記、定位標記等，并且標識一般在焊縫邊緣10mm的位置。

對于補焊用的射線膠片要和原始膠片用同一個膠片號，同時要加上后綴，第一次補焊要加上后綴R1，第二次補焊要加上后綴R2，依次類推。

1.1 0 無用射線和散射線的屏蔽

使用至少2mm厚的鉛制遮檔板應緊貼于裝有膠片和增感屏的暗盒背面，避免背散射。背散射防護是否符合要求的試驗方法是：在遮擋板背面粘貼鉛字“B”，正常情況下鉛字“B”的要求一般為高10mm、厚1.5～2.5mm，按照正常檢測方式進行透照和膠片處理。若在底片上出現的“B”字黑度低于周圍黑度的影像，則說明背散射防護不符合要求，那就應該增大背散射防護的厚度。若底片上不出現鉛字“B”的影像或出現黑度明顯高于周圍黑度的“B”字影像，則說明背散射防護符合要求。

1.1 1 膠片處理和像質計放置

膠片一般應采用膠片制造商推薦的處理方法進行處理，人工和自動處置應在曝光8h內完成，不得超過24h。

像質計必須放置于源側，像質計的標識應在有效的評片區域以外，原則上每套底片均應使用像質計，對于中心曝光，一次曝光完成多套底片透照時，可間隔180°放置兩個像質計。像質計應放置在被檢測焊縫有效檢測區的端部；金屬絲應橫跨焊縫并與焊縫方向垂直，金屬細絲應朝向外側；像質計的標識應在有效的評定區域外側。

1.1 2 基準底片

基準底片可以單獨攝制，同時也可以從一系列的驗收底片中選取。基準底片主要是用來核查所采用的檢測技術是否能保證膠片的質量。影響基準底片質量的因素很多，如曝光方式、輻射類型、膠片型號、顯影處理方式、增感屏和濾光片型號，人們要根據具體情況進行修正。

2 評片要求

2.1 檢驗區

焊縫檢驗區域包括被檢焊縫及其鄰近的母材區域：被檢工件厚度t＞30mm時，距加工坡口邊或返修部位邊緣的距離至少為10mm的范圍內；被檢工件厚度t≤30mm時，距加工坡口邊或返修部位邊緣的距離至少為5mm的范圍內。

2.2 觀片要求

對不需要觀察或透光量過強的部分應采用適當的遮光板屏蔽強光。

2.3 底片質量

底片上有效評定區間內的標識、標記、日期、片號等正確無誤，且在預定的位置。底片上應無影響缺陷評定的偽缺陷影像。

2.4 黑度D

采用雙膠片透照技術時，焊縫底片評定必須采用雙片疊加觀察，有效評定區的黑度應滿足2.7≤D≤4.5，評定區域內每張底片上相同點測量的黑度差應不超過0.50。

2.5 像質計

在底片黑度均勻部位能夠清晰識別出的像質計最小線徑金屬絲的連續影像長度不小于10mm。壁厚和線型直徑的對應關系如表3所示。

表3 壁厚和線型直徑的對應關系

2.6 驗收標準

以下缺陷不可接受：（1）所有的裂紋、未熔合、未焊透、咬邊；（2）厚度t＞50mm時缺陷長度最大值為4mm的單個氣孔；（3）厚度t＞60mm時最大尺寸為20mm的單個夾渣；（4）在12t或150mm兩者中較小的長度上，累計直徑大于t的任何線狀或密集性氣孔；（5）在12t的長度范圍內，排列成直線的夾雜物，其累計長度超過t的；（6）兩個夾渣間距小于較大夾渣的6倍，則視為同一夾渣組。

3 結語

通過對核電站一回路壓力管道焊縫的射線檢測技術進行研究，人們初步掌握了RCC-M標準的射線檢測技術。這樣有助于防止帶放射性的介質擴散泄露，保障核電站反應堆的正常運行。

[1]法國核島設備設計、建造及在役檢查規則協會.壓水堆核島機械設備設計和建造規則[M].上海：上海科學技術文獻出版社，2010：68-72.

[2]強天鵬.射線檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007：112-113.