基于RCCM规范的EPR主管道焊缝射线检测方法和验收标准

杨伟光

(中广核工程有限公司， 深圳 518124)



基于RCCM规范的EPR主管道焊缝射线检测方法和验收标准

杨伟光

(中广核工程有限公司， 深圳 518124)

主管道是核电站关键设备之一，在基于法国RCCM规范的主管道焊缝射线检测过程中，常会出现射线检测底片质量不合格、验收标准理解错误、缺陷无法准确定性等问题，给主管道焊缝质量带来较大风险。通过对标准的解读，分析射线检测各种透照方法的优缺点，优化了主管道射线检测透照方法；并充分利用图示和实例信息深入剖析规范，以达到正确理解RCCM规范，准确评定缺陷的目的。

RCCM; EPR; 主管道; 射线检测

欧洲先进压水堆EPR是法马通和西门子联合开发的反应堆,为单堆布置四环路机组，电功率1.75×106kW，设计寿命60 a，主要安全系统4列布置，具数字化仪控的主控室布置、先进的人-机界面和双层安全壳设计，有更高的安全性和经济性。

RCCM-2007《压水堆核电厂机械设备设计和建造规则》标准,是由法国核岛设备设计、建造及在役检查规则协会(AFCEN)出版的核电技术规范,涉及压水堆核岛机械设备的设计、材料、检验、焊接和制造等方面的要求,是目前压水堆核电机组建造中使用较为广泛的规范之一。在台山核电站一期核岛的两台EPR核电机组的建造和服役过程中,采用法国RCCM规范，从确保机组的运行安全角度出发，都需要采用无损检测技术对核岛核安全设备及管道的焊缝质量状况进行检查。

主管道是核电站的关键设备之一，由于主管道壁厚较厚，在主管道焊缝射线检测过程中，常会出现透照方式或布片等错误，导致射线检测底片质量不合格；对基于RCCM规范的验收标准的理解不正确，常导致缺陷无法最终定性。缺陷的误判或漏判都会给主管道焊缝质量带来较大风险，进而影响核电站运行期间的安全性及长期服役的需要。笔者通过对标准的解读，对射线检测各种透照方法的优缺点分析，优化了主管道射线检测透照方法；并充分利用图示和实例信息深入剖析规范，以达到正确理解RCCM规范，准确评定射线检测缺陷的目的。

1　EPR主管道介绍

EPR机组主管道共有12段管，将蒸汽发生器、压力容器(堆芯)、主泵连接成4个环路，焊口采用脉冲钨极氩弧自动焊(TOCE)进行焊接，主管道空间布置三维图如图1所示，其焊口规格信息如表1所示,表中焊接位置说明：PF+PG为管子水平立向上焊和立向下焊组合焊；H-L045+J-L045为管子倾斜立向上焊和立向下焊组合焊，PC为管子竖直横焊。

表1　主管道焊口规格信息

图1　主管道空间布置三维图

2　透照方法选择

透照方法的选择不仅要考虑检测效率,还要考虑到几何不清晰度、像质计丝径可见性、黑度等因素的影响。由于主管道直径较大、壁厚较厚，主要考虑采用双壁单影、单壁单影、中心透照、偏心透照等透照方式，重叠透照或椭圆透照等透照方式不再考虑。

图2　几种透照方法的透照示意

2.1双壁单影

采用双壁单影的透照方式(见图2(a))，焦距会成倍增加，单次透照仅能拍摄一张底片，透照时间过长，在大厚壁管道检测工作中是不可接受的。

2.2单壁单影

采用单壁单影“外源法”(见图2(b))时，单次透照仅能拍摄一张底片，透照时间较长，单次透照有效长度小，且底片中间和两端部分黑度不均匀，这在工业检测中是不可接受的。

2.3偏心透照

采用偏心透照方式(见图2(c))，单次透照仅能拍摄一张底片，底片质量较好(几何不清晰度可小于0.3)，但透照时间较长，透照效率较低。

2.4中心透照

在管内径允许、几何不清晰度满足要求的情况下(几何不清晰度小于0.6)，中心透照方式(见图2(d))是最经济、最高效的检测方式。如果采用一次透照完成，但实施时由于屏蔽板的遮挡，两张底片搭接处存在无影像的局部间隙，影响焊缝底片整体评定,这在主管道检测过程中是不允许的。如果采用两次透照，即奇、偶数布片，则可有效解决该问题，主管道射线检测推荐该种透照布片方式。

3　验收标准解析

关于RCCM S7710章节射线检测验收标准进行如下解读:任何形式的裂纹、未熔合、未焊透、咬边、凹陷均是不允许的；如果焊缝射线检测底片有上述缺陷的典型显示，焊缝需返修处理。

以下对几种常见缺陷形式逐一分析。

3.1单个气孔

对于任何气孔,其尺寸L如果超过表2给出的数值,则均是不允许的。

表2　单个气孔允许限值

由于主管道焊口焊缝厚度均大于50 mm，故对于大于4 mm的单个气孔是不可接受的，需进行返修处理。

3.2线性(或密集)气孔

密集气孔的评定图示见图3。

图3　密集气孔的评定图示

如果两个密集气孔间距D不小于较大密集气孔直径的6倍时,这两个密集气孔应作为两个单独密集气孔进行评定(气孔直径为dx)。

例如：图3中，da=5 mm,db=3 mm，D=40 mm，此时D>6×da,两个密集气孔应作为两个单独密集气孔进行评定。

如果两个密集气孔间距D小于较大密集气孔直径的6倍时，这两个密集气孔应作为一个密集气孔进行评定，这一密集气孔直径dx应为上述两个密集气孔直径之和再加上间距。

例如：图3中，da=5 mm,db=3 mm，D=25 mm,此时D<6×da，两个密集气孔应作为一个密集气孔进行评定，合并的密集气孔尺寸dx=da+D+db=33 mm。

对于图4所示的线性排列气孔,其判定原则同密集气孔的判定原则。

图4　线性排列气孔的评定图示

在12e或150 mm两者中较小的长度L上，累积直径∑dx(不再考虑它们之间的间距)大于e的线性排列(或密集)气孔，应判定为不合格，需返修处理。

3.3夹渣

3.3.1单个或多个夹渣

如果夹渣尺寸L超过表3所给出的数值,则均是不允许的。

表3　单个夹渣允许限值

由于主管道焊口焊缝厚度均大于50 mm，对于大于20 mm的单个夹渣是不可接受的，需进行返修处理。

如果两个夹渣间的距离D小于较小者长度的6倍时，应作为单个夹渣进行评定;这一夹渣的长度dx认定为上述两个夹渣之和再加上间距D，其值如果超过表3所给出的单个夹渣数值,则是不允许的而需进行返修。

例如：图5中，第一个夹渣d1为3 mm，第二个夹渣d2为5 mm，间距D为15 mm，此时D<6×d1，两个夹渣应合并成一个夹渣并按单个夹渣规则进行评定，其尺寸dx=d1+D+d2=23 mm。

图5　两个夹渣的评定图示

3.3.2成群夹渣

如果两组夹渣缺陷间的间距不小于其中最长缺陷长度的6倍时，应分别作为两组成群夹渣进行评定。

如果两组夹渣缺陷间的间距小于其中最长缺陷长度的6倍且大于等于最短缺陷长度的6倍时，则可把这两组夹渣缺陷视为一组成群缺陷，此成群夹渣的长度为上述两个或多个夹渣长度之和再加上它们之间的间距。

例如：图6中，第一个夹渣d1为5 mm，第二个夹渣d2为3 mm，第三个夹渣d3为7 mm，第四个夹渣d4为4 mm，第五个夹渣d5为2 mm，间距D1为3 mm，D2为5 mm，D3为45 mm，D4为7 mm。

由于D3>6×d3，图6中的夹渣应作为两组成群夹渣进行评定。

对于第一组夹渣，此时D1或D2<6×d3，应作为一个夹渣群进行评定，其尺寸为dx1=d1+D1+d2+D2+d3=23mm。

对于第二组夹渣，D4<6×d5，应作为一个夹渣群进行评定，其尺寸为dx2=d4+D4+d5=13mm。

图6　成群夹渣的评定图示

如果在12e长度上，存在多个成群夹渣，其总长度为这些成群夹渣的长度之和∑dx(不再考虑它们之间的间距);如果成群夹渣总长度大于e,则不可接受，需进行返修处理。

4　结语

通过对射线检测方法的对比分析，选择中心曝光方式，优化了主管道射线检测方法；对验收标准的解析，对快速有效评定射线检测底片，防止漏判或误判的发生具有十分重要的意义。方法应用于国内EPR某机组的建造过程中，提高了检测效率、保证了底片质量，确保了主管道焊缝射线检测质量；对后续使用法国RCCM规范的核电工程同样具有指导意义。

Radiographic Inspection Method and Acceptance Standard of EPR Main Pipeline Weld Based on RCCM

YANG Wei-guang

(China Nuclear Power Engineering Co., Ltd., Shenzhen 518124, China)

The main pipeline is one of the key equipment in a nuclear power plant. With a relatively large thickness, the main pipeline is checked and accepted according to the RCCM, a French standard. Therefore, problems such as disqualification of the negative film during radiographic examination, misunderstanding of the check and acceptance standard, confirmation of the defect and the like often happen. And, these problems might threaten the welding quality of the main pipeline. This article elaborates the RCCM, analyzes the advantages and disadvantages of various radiographic examination methods and tries to optimize the main pipeline radiographic examination method. It also aims to facilitate the correct understanding of RCCM and helps to make a correct evaluation of the defect through graphic representations and examples.

RCCM; EPR; The main pipeline; Radiographic inspection

2015-10-16

杨伟光(1981-),男,高级工程师,学士,主要从事核电站设备与管道等的焊缝焊接与无损检测技术及工艺的研究工作。

杨伟光,E-mail: yangweiguang@cgnpc.com.cn。

10.11973/wsjc201606017

TG115.28

A

1000-6656(2016)06-0069-04