核电站稳压器焊缝Co―60源射线检测技术.doc

1、核电站稳压器焊缝 Co60 源射线检测技术摘 要本文针对不同放射源检测特点的分析，并根据核电站稳压器役前射线检测要求，制定了使用 Co-60 源进行稳压器筒体焊缝射线检测的技术工艺，为宁德一期核电站 1 号机组稳压器射线检测工作提供了有利的技术支持。 关键词役前检查；Co-60 射线检测；射线检测技术 中图分类号：T107 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0220-01 1 前言 根据压水堆核电站核岛机械部件在役检查规则（RSEM） 1要求，核电站的部件和设备在安装与整机调试后，需对机组内部件、设备或系统进行一次完整性检查，称为投入运行前的第一次全面检查，即役前检

2、查。检查结果提供初始状态下数据， 可与核电站设备制造厂的部件制造阶段所得检查记录进行比较，为核电站设备的在役检查提供原始资料和比较依据。稳压器射线检查作为役前检查中的重要检查项目，因其技术难度大、实施风险高，因而成为整个役前检查中的重点关注项目之一。 宁德一期核电站 1 号机组稳压器是一个立式圆筒，上、下部为椭圆形封头，高约 13m，直径约 2.5m，净重约 79t，其结构见图 1。稳压器筒体焊缝射线检测内容及尺寸见表 1。 2 稳压器筒体焊缝射线检测技术要点 2.1 稳压器筒体焊缝射线检测的难点 由于稳压器透照焦距比较长（1152mm） 、实际透照厚度大以及透照厚度不均匀等特殊特点，使其与一

3、般容器的射线检测技术存在差异性，如何选用放射源进行透照成为稳压器焊缝射线检测的难点。 射线探伤常用源有 X 射线和 射线源两类。与 X 射线检测相比，射线检测具有探头尺寸小，能量适中、比活度高和操作灵活等优点。且其性能稳定， 无需电源和冷却系统， 可以连续工作， 不受温度、压力和磁场等外界条件影响。设备体积小、重量轻、携带方便，可用于 X 射线机管头无法接近的现场。所以核电站役前检查射线检测主要使用的是 射线检测。 经过实际检测表明，使用 Ir-192 射线源透照会产生如下问题：透照时间过长（源强为 2.961012Bq 时，稳压器上封头与筒体连接环焊缝的透照时间长达 36 小时，不满足 RC

4、CM MC3142 规定2：使用 Ir-192 射线源的透照时间不超过 12 小时） ；底片灰雾度增大，降低了灵敏度；延长透照时间带来的辐射防护难度增加等。因此 Ir-192 射线源不适用于稳压器焊缝检测，需考虑能量更高的 C0-60 源。同 Ir-192 源相比，Co-60 源具有更硬的线质，并且受检焊缝厚度正处于其可检范围之内；使用 Co-60源可以较大幅度减少透照时间（源强为 2.961012Bq 时，透照时间为 7小时左右） ；虽然较之使用 Ir-192 源，不清晰度增加，但可以使用不锈钢增感屏替代铝增感屏进行补偿，清晰度比铝屏底片高，相应获得了更高的灵敏度。因此，在满足规范要求的前提

5、下，稳压器焊缝射线检测采用 Co-60 源3。 2.2 检测技术特点 2.2.1 透照方式 根据被检对象的规格、几何不清晰度等因素选择合适的透照方式，稳压器筒体焊缝采用中心曝光透照方式。 2.2.2 几何不清晰度 因序号 1 焊缝水平，故在焊缝所在圆平面中心放置源时，裂纹检出角 最小，缺陷检出率较高，取源尺寸为 3.84.5mm，则其几何不清晰度4： 由于序号 2、3 和 4 中的焊缝分部在同一球面上，焊缝垂直于球心径线，故源放置于上封头球心位置进行中心透照全景曝光时，缺陷检出率较高，上封头球心内径为 1098mm，其几何不清晰度相同： 序号 5 中焊缝为垂直方向，应该尽可能的提高焦距，由于受

6、到电加热元件支撑板的遮挡，故最合适的位置为取样管下部，源位置为球心下部 330mm，偏心透照轴向曝光，透照厚度为 80+6（堆焊层）=86mm 故取焦距为： 上诉几何不清晰度均满足 RCCM 规定的几何不清晰度小于 0.6 的要求。 2.2.3 增感屏、滤光板及背屏 使用双胶片技术，所选用的增感屏表面应保持干净、光亮和无划痕。使用的增感屏材质为不锈钢，厚度为 0.25mm。 背屏通常采用一个厚度为 1.5mm-2.5mm 的铅制字母“B” ，放置在暗盒与背屏之间，以确定背散射防护效果。 滤光板由一层薄铅板制成，它放置在需射线照相的部件与装有胶片和增感屏的暗盒之间。RCCM MC3147.2 规

7、定：对于低合金钢厚度超过60mm，可使用厚度为 2 的铅制滤光板，其上还应钻有 2 个直径 3mm 的孔。2.2.4 像质计： 像质计均放置于片侧，每隔 120均匀等间距布置，使用 F 标记，同样的，经过在片侧和源测对比验证满足 RCCM 要求后，片侧像质计提高一个等级，现场采用孔型像质计，可知项目 1、2、3、4 中像质计灵敏度为H10（第 5 孔） ，像质计最小可见孔径为 1.00mm，像质计型号为 H9。项目5 中像质计灵敏度为 H11（第 4 孔） ，像质计要求最小可见孔径为1.25mm，像质计型号为 H9。 2.2.5 胶片布置 根据 RCCM MC3312.4 规定，使用 Co-6

8、0 透照时，采用 C1 和 C2 型胶片系统，实际采用 AGFA D3 胶片，属于 C2 类，符合要求。 对于序号 1，取胶片尺寸为 400150mm，搭接长度要求至少 20mm，故布片所需张数为4： 对于序号 2、3、4、5，泄压管嘴、喷淋管嘴、3 个安全阀管嘴与上封头连接焊缝采用 96的弧形规格胶片，布置 4 张；稳压器上封头与人孔连接焊缝采用 56的弧形规格胶片，布置 8 张；下封头与波动管连接焊缝采用 56弧形规格胶片，布置 7 张。 3 检测结果与分析 根据以上工艺，对宁德一期 1 号机组稳压器筒体焊缝进行射线检测，黑度和像质剂灵敏度均满足规范要求，未发现不可接受缺陷。实践结果表明，

9、该工艺所获得的检测结果真实、可靠，能够完全满足标准规范的要求，为核电站安全运行提供有力保障。Co-60 源稳压器筒体射线检测熟练运用还将为后续在役检查赢得时间，减少环境影响，降低工作人员受照剂量。 参考文献 1 RSEM（1997 版+2000 补遗）M，压水堆核电站核岛机械部件在役检查规则. 2 RCCM（1997 版+2000 补遗）M，压水堆核岛机械设备设计和建造规则. 3 李苏甲，孙孝友， 对接焊缝检验中_60_Co 源替代_192_Ir 源的可行性试验J，核动力工程，第 16 卷第 1 期，1995. 4 强天鹏， 射线检测M，北京：中国劳动社会保障出版社，2007. 作者简介 黄少衡，1983 年出生，工程师，主要从事核电站役前检查工作。