核电厂铁素体钢管道焊缝渗透检验缺陷的评定
2021-03-24王卫东刘毅
王卫东 刘毅
摘 要：我国核电机组类型丰富，无损检测标准多样，对于不同类型的缺陷，采用不同标准进行评定，其结果会有差别。了解这些差别，有利于我们更好地把握标准的验收准则，做出正确的评定。该文在对比相关标准文本的基础上，结合核电厂铁素体管道焊缝上渗透检验发现的不同类型缺陷，采用不同验收标准进行评定，论述不同验收标准的差异，强调选用适用标准的重要性。
关键词：渗透检验 缺陷 标准 评定
中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2021）01（a）-0075-06
Evaluation of Defects in Penetration Inspection of Ferritic Steel Pipelines in Nuclear Power Plants
WANG Weidong LIU Yi
（State Nuclear Power Plant Service Company， Shanghai， 200233 China）
Abstract：There are many types of nuclear power units in China and there are various NDT standards. For different types of defects， different standards are used to evaluate the results. Understanding these differences will help us better grasp the acceptance criteria and make correct assessment. Based on the comparison of relevant standard texts， combined with the different types of defects found in the penetration inspection of ferritic pipe welds in nuclear power plant， different acceptance standards are adopted for evaluation， the differences of different acceptance standards are discussed， and the importance of selecting applicable standards is emphasized.
Key Words： Penetration inspection; Defect; Standard; Evaluation
为确保核电厂的安全、可靠、经济运行，在核电厂的建造、安装及变更改造过程中，小到阀门、管道焊缝，大到关键设备和重要系统，都要应用到渗透检验。这种检验方法能快速、有效地发现裂纹、气孔、分层、焊接缺陷以及其他暴露在表面上的开口缺陷。在特殊工况（高温、高压、高速、高放射性）运行的设备和系统存在表面开口缺陷时，往往是十分危险的，甚至会影响机组的安全稳定运行，渗透检验正是发现这些缺陷非常有力的无损检测手段。
目前，对于铁素体钢管道焊缝，秦山核电基地各机组在建造、安装及变更改造过程中使用的渗透检验标准主要采用NB/T 47013.5-2015、RCC-M（2000版）、ASME（1998版）。具体的应用情况如下。
（1）NB/T 47013.5-2015主要用于常规岛及BOP部件;
（2）RCC-M（2000版）主要用于秦二厂与方家山M310堆型的核级部件;
（3）ASME（1998版）主要用于秦三厂重水堆与秦一厂30万机组的核级部件。
以上标准的验收准则各有不同。NB/T 47013.5-2015中有质量分级的章节，RCC-M（2000版）的验收准则在S篇，而ASME（1998版）的验收准则根据核安全分级不同分布在第III卷里。
对于不同类型的缺陷，采用不同标准进行评定，其结果会有差别。了解这些差别，有利于我们更好地把握标准的验收准则，做出正确的评定。有时，当委托方未明确验收标准时，也可以针对被检对象情况，选择适用的验收标准。以下，针对渗透检验常见的缺陷类型，从标准文本比较出发，结合实际检验工作中发现的缺陷，应用不同验收准则进行了对比分析。
1 不同类型缺陷在不同验收标准下的评定结果对比
1.1 渗透检验可发现的缺陷类型
对于铁素体钢管道焊缝，从缺陷性质来说，主要有裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、咬边等。只要在被检表面开口，都可能被渗透检验检出。
对于大部分的渗透检验标准，可检出的缺陷可以包括裂纹、圆形缺陷和线性缺陷。裂纹无论是什么形式的，通常都是拒收缺陷。该文主要讨论圆形缺陷和线性缺陷。圆形缺陷有单个、多个和密集的，线性缺陷也有单个、多个、密集、一直线上断续等多种形式。
1.2 圆形缺陷
各标准关于铁素体钢管道焊缝渗透检验圆形缺陷验收标准对比见表1，通过对比，可发现以下问题。
（1）對比各标准规定的需记录的最小缺陷尺寸，NB/T 47013.5-2015标准最小，ASME（1998版）标准第Ⅲ卷次之，RCC-M（2000版）标准S篇最大。
（2）对于多个及密集圆形缺陷，各标准均有评定框面积要求，但评定框面积及允许的缺陷个数不甚一致。
（3）从允许的单个圆形缺陷尺寸来看，NB/T 47013.5-2015标准允许的圆形缺陷最小，RCC-M（2000版）标准S篇次之，ASME（1998版）标准第Ⅲ卷允许的圆形缺陷最大。
以现场管道焊缝渗透检验缺陷为实例，在不同验收标准下进行评定，对比分析如下。
（1）焊缝上单个圆形显示（见图1）参照不同的验收标准进行评定，结果见表2。
（2）焊缝上的多个圆形显示（见图2）參照不同的验收标准进行评定，结果见表3。
（3）焊缝上的密集圆形显示（见图3）参照不同的验收标准进行评定，结果见表4。
1.3 线性缺陷
各标准关于铁素体钢管道焊缝渗透检验线性缺陷验收标准对比见表5，通过对比，可发现：从允许的线性缺陷尺寸来看，RCC-M（2000版）S篇和ASME（1998版）标准第Ⅲ卷均不允许任何线性显示，而NB/T 47013.5-2015标准允许1.5 mm及以下的线性显示。
以现场管道焊缝渗透检验缺陷为实例，在不同验收标准下进行评定，对比分析如下。
（1）焊缝上的单个线性显示（见图4）参照不同的验收标准进行评定，结果见表6。
（2）焊缝上的多个线性显示（见图5）参照不同的验收标准进行评定，结果见表7。
（3）密集线性显示（见图6）参照不同验收标准下的评定，结果见表8。
2 结论
经对比，得出以下结论。
（1）对比各标准规定的需记录的最小缺陷尺寸，NB/T 47013.5-2015标准最小，ASME（1998版）标准第Ⅲ卷次之，RCC-M（2000版）标准S篇最大。
（2）对于多个及密集圆形缺陷，各标准均有评定框面积要求，但评定框面积及允许的缺陷个数不甚一致。
（3）从允许的单个圆形缺陷尺寸来看，NB/T 47013.5-2015标准允许的圆形缺陷最小，RCC-M（2000版）标准S篇次之，ASME（1998版）标准第Ⅲ卷允许的圆形缺陷最大。
（4）从允许的线性缺陷尺寸来看，RCC-M（2000版）S篇和ASME（1998版）标准第Ⅲ卷均不允许任何线性显示，而NB/T 47013.5-2015标准允许1.5 mm及以下的线性显示。
（5）同一缺陷采用不同的验收标准进行评定，可能会出现截然不同的评定结论。
因此，对于不同类型的铁素体钢管道焊缝，应结合机组类型、设计制造要求、变更改造方案等选择合适的验收标准，以避免造成该处理的缺陷未处理或缺陷过度返修的情况出现。
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