核電廠BOSS頭焊縫的無損檢測

顧明幫

（國核電站運行服務技術(shù)有限公司，上海 200233）

在資源日益短缺的時代背景下，許多新型發(fā)電技術(shù)的應用領(lǐng)域也在拓寬，有效緩解了資源應用危機。在核電廠結(jié)構(gòu)中，應用比較多的結(jié)構(gòu)便是BOSS頭，其焊縫質(zhì)量也將影響到整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過采用相應的無損檢測技術(shù)對焊縫進行檢測，對提升檢測結(jié)果準確性，延長結(jié)構(gòu)應用壽命有著積極的意義。

1 核電廠BOSS頭的規(guī)格和焊接要求

BOSS頭在現(xiàn)階段已經(jīng)被廣泛應用于核電廠輔助管道的連接當中，經(jīng)常使用的焊縫為安放式接管焊縫，此類焊縫的穩(wěn)定性強，不容易受到外部條件影響而發(fā)生裂縫的情況。通常情況下，BOSS頭的規(guī)格有許多種，如12.7、19.5、25.4、50.8 mm等，此類公稱尺寸的BOSS頭屬于應用中非常常見的規(guī)格類型。同時，如果根據(jù)BOSS頭的結(jié)構(gòu)類型來分類，BOSS頭還可以分類為1型、3型、14型等。在BOSS頭焊接過程中，通常采用的焊接順序為先焊接后鉆孔，即施工人員現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上預先設(shè)置加工小孔位置，根據(jù)實際應用需求再對其進行鉆孔操作，等到BOSS頭與結(jié)構(gòu)完成焊接操作后，在對預先設(shè)置的小孔進行加工，直到小孔擴充至目標尺寸位置。在具體焊接過程中，為了提升最后的焊接效果，通常所選用的BOSS頭焊接材料為奧氏體不銹鋼，此類材料的耐久性和耐腐蝕性較強，可以滿足實際應用要求。在正式焊接過程中，技術(shù)人員可以選用電弧焊接工藝或氣體保護焊接工藝對焊縫進行處理，從而有效提升焊接效果和結(jié)構(gòu)的綜合屬性。

2 無損檢測技術(shù)的應用特點

2.1 沒有破壞性

傳統(tǒng)檢測技術(shù)在對焊縫進行檢測時，有時需要通過共振或鉆孔等方式來獲取到目標結(jié)構(gòu)的相關(guān)性信息，判定結(jié)構(gòu)是否存在裂縫或損壞等故障。此操作方法雖然可以得到較為準確的檢測結(jié)果，但是會對結(jié)構(gòu)本身帶來一定的損傷，從而縮減結(jié)構(gòu)的使用壽命。而無損檢測技術(shù)在應用過程中，會利用光譜圖像、射線反射圖像等方式來獲取結(jié)構(gòu)的基本信息，該應用方式不會對結(jié)構(gòu)本身帶來任何傷害，設(shè)備在完成基本檢測之后，如果檢測結(jié)果顯示其結(jié)構(gòu)沒有問題，結(jié)構(gòu)可以繼續(xù)使用，依舊可以保持設(shè)備的正常運行。

2.2 兼容性很強

在檢測過程中，考慮到誤差因素影響，檢測人員會對某一部位焊縫結(jié)構(gòu)進行多次檢測，根據(jù)多次測量的反饋結(jié)果來客觀評價焊縫是否存在應用問題。但是傳統(tǒng)技術(shù)對設(shè)備進行多次測量后，會加重初始情況下造成的傷害，影響結(jié)構(gòu)后續(xù)的應用效果。而無損檢測技術(shù)本身對結(jié)構(gòu)應用不會帶來任何損傷，即便是多次測量之后，設(shè)備依舊可以按照常規(guī)應用情況進行正常使用，因此在檢測過程中，檢測人員不需要擔心多次測量后所帶來的負面影響[1]。

2.3 可動態(tài)檢測

核電廠結(jié)構(gòu)在日常檢修中，不會因為要進行檢修操作而斷開所有系統(tǒng)的運行操作，即很多情況下，在對BOSS頭焊縫進行檢測時，都是在結(jié)構(gòu)正常運行的情況下進行，這樣也增加了檢測難度，對檢測結(jié)果的準確性也會帶來一定的影響。無損檢測技術(shù)的應用，可以在系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)上進行相關(guān)參數(shù)采集，結(jié)合動態(tài)采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對目前焊縫的焊接情況，在系統(tǒng)運行過程中所產(chǎn)生的磨損情況進行綜合統(tǒng)計，從而提升綜合評價結(jié)果的準確性，提升實際檢測效率[2]。

2.4 操作要求高

與傳統(tǒng)檢測技術(shù)類似，在對焊縫完整性進行檢測時，技術(shù)人員需要嚴格遵守相應的操作規(guī)范，從而縮小誤差范圍，提升檢測結(jié)果的準確性。為了確保信息檢測的順利進行，需要參與人員具備較高的綜合能力，以準確把控各個操作環(huán)節(jié)，防止人為操作失誤增加檢測結(jié)果的容錯率。

2.5 結(jié)果不統(tǒng)一

在無損檢測技術(shù)應用過程中，其作用原理是利用被測物體反射波長變化情況，來客觀評價物體的完整性。在實際操作過程中，物體的反射波長會受到周圍環(huán)境影響，如被測物體結(jié)構(gòu)后方有其他同類型結(jié)構(gòu)、測量環(huán)境中障礙物較多等，這些內(nèi)容都會直接影響到反射波長，導致檢測結(jié)果不統(tǒng)一的情況發(fā)生。

3 核電廠BOSS頭焊縫的無損檢測方法

3.1 射線檢測技術(shù)

在對BOSS頭焊縫進行檢測時，射線技術(shù)屬于常見的應用檢測技術(shù)。該技術(shù)的工作原理是利用射線輸出裝置對外輸出射線，焊縫在射線覆蓋范圍內(nèi)會對射線進行部分吸收和散射，技術(shù)人員通過將這些數(shù)據(jù)信息進行放大處理，可以得到射線的反饋出的射線底片，通過分析圖像數(shù)據(jù)可以得出科學性較高的評價結(jié)果。在日常檢測過程中，比較常用的射線類型有γ射線、X射線、中子射線等。在具體應用過程中，該檢測技術(shù)的具體操作步驟如下：首先，技術(shù)人員應提前清理周圍障礙物，減少周圍環(huán)境對檢測結(jié)果的影響。其次，技術(shù)人員需要及時調(diào)整射線發(fā)出裝置的位置，確保所發(fā)射射線可以完全覆蓋BOSS頭焊縫。最后，對數(shù)據(jù)反饋的射線底片進行客觀分析，從圖像中確定焊縫受損位置。需要注意的是，射線會對人體健康造成一定損傷，需要做好防護工作，避免人體長期暴露在射線范圍內(nèi)。

3.2 超聲檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)的工作原理是利用超聲波設(shè)備向檢測設(shè)備發(fā)送超聲波，不同材質(zhì)材料所反射的超聲波波長存在差異，借助計算機將反射波長進行整理，得到完整的設(shè)備信息，找到異常反射的波長，進而確定設(shè)備受損位置。在具體應用中，該技術(shù)的具體應用步驟如下：第一，根據(jù)被測物體大小選擇恰當?shù)臋z測位置，清楚周圍障礙物，提高檢測精度。第二，利用儀器采集設(shè)備結(jié)構(gòu)反射波長，利用計算機對波長進行放大。第三，比對標準波長反射圖表，找到異常反射波長，確定設(shè)備受損位置。

3.3 滲透檢測技術(shù)

部分焊縫體積較大，無法采用常規(guī)檢測技術(shù)進行檢測，此時便可以采用滲透檢測技術(shù)，該技術(shù)的具體操作步驟如下：確定待檢測BOSS頭焊縫位置，在滲透液中添加著色類染料，將滲透液施加焊縫位置的表面，靜置一段時間。在毛細作用下，滲透液會直接進入到焊接裂縫當中，完成滲透操作后，將結(jié)構(gòu)表層的滲透液清除掉，同時對結(jié)構(gòu)進行干燥和添加顯現(xiàn)劑的處理。最后，在毛細作用原理下，結(jié)構(gòu)的缺陷將直觀地顯示，對其進行分析，了解結(jié)構(gòu)的實際缺陷位置和分布情況。

3.4 磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測技術(shù)是常用的檢測方法。該方法的工作原理是對材料表面進行磁化處理，磁粉的加入之后會根據(jù)磁場變化情況而顯示出不同的變化規(guī)律。如果焊縫本身存在裂縫或損壞的情況，那么磁場會呈現(xiàn)出不規(guī)則變化，檢測人員根據(jù)此結(jié)果來綜合評定焊縫的完整性。但是不同于其他檢測技術(shù)，該技術(shù)只適用于鐵質(zhì)材料。其他無磁性材料，其使用效果較差，如利用鋁合金材料、鈦合金材料制作而成的管道或其他設(shè)備，該檢測技術(shù)無法對其進行磁粉檢測。

4 結(jié)語

核電廠作為核力發(fā)電的重要場所，其運行質(zhì)量也將直接影響到整體結(jié)構(gòu)的應用效果。如果出現(xiàn)核泄漏事故，將直接影響到周圍環(huán)境，造成極大的負面影響。BOSS頭作為核電廠管道銜接材料，其焊縫的完整性決定了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過采用無損檢測方法對其進行檢測，對于提高檢測結(jié)果精確度，減少檢測對焊縫穩(wěn)定性的影響有著非常重要的意義。