摘要：核電站無論是"M310"第二代到"華龍一號"第三代核電技術，都設計有不銹鋼水池，比如乏燃料水池，而華龍一號因設計了非能動的概念，不銹鋼水池的數(shù)量顯著增加，比如內置換料水池和非能動導出水池等。不銹鋼水池覆面采用X射線檢測，拍片工作量巨大，本文就檢測過程中對射線機要求、膠片布置、前后散射線控制、像質指數(shù)、衍射現(xiàn)象等技術參數(shù)進行優(yōu)化探討。

　　關鍵詞：不銹鋼覆面;散射灰霧度;背散射;像質指數(shù);衍射現(xiàn)象

　　1不銹鋼水池結構射線檢測特點

　　不銹鋼水池結構特點：水池的高度最低2.846m，最高21.97m，為密閉式結構，覆面施工時設置有預留插片口。水池采用的焊縫形式是一致的，池底覆面板的厚度為6mm、池壁覆面板厚度為4mm、專用型鋼與覆面板接觸的內扣厚度為6mm，專用型鋼內外扣間距為18mm，覆面材質為00Cr19Ni10，坡口形式為V型，坡口角度為25°，無鈍邊，組對間隙手工氬弧焊為4±1，熱絲TIG自動焊為6±1。

　　2X射線機要求

　　采用裝有鉛光闌、鉛屏蔽罩的X射線機，可有效地遮擋非射線檢測區(qū)的射線。根據(jù)不同厚度允許的X射線最高管電壓要求，透照壁厚為10mm(4+6)、12mm(6+6)，焊縫最高電壓應該低于200kV，所以在選擇射線機類型時盡量選擇能量小的射線機，一是滿足透照要求，二是能量小的射線機機身輕，便于現(xiàn)場移動。比如射線機XXG2005或XXG2505射線機焦點尺寸為2mm×2mm，電流固定為5mA，最大管電壓為250kV，輻射角度為40°，設備使用時應進行前散射范圍的測試。

　　3X射線檢測透照工藝

　　3.1膠片布置方式

　　為了方便簡單地布置膠片，將暗袋用透明膠帶粘在1mm的不銹鋼帶上通過預留插片口插入到焊縫的背面，透照可以一次性布置奇數(shù)片號或偶數(shù)片號，X射線機垂直透照。不銹鋼鋼帶起到一個膠片載體的作用，同時充當防護鉛板，此種透照方式能夠一次性布置多張底片，單條焊縫只需要布置2次，比原來每次透照都需要布置一次底片，明顯提高了檢測效率，降低了勞動強度，但是需要控制前散射以免影響相鄰膠片。

　　3.2前散射線控制

　　正常透照膠片3時，相鄰膠片1和5相隔一張膠片的距離(300mm)，到達膠片的前散射線需要透過鋼覆面厚度+專用型鋼厚度+暗袋內前鉛增感屏厚度。前散射控制實驗：在膠片位置2和膠片位置4布置膠片，X射線機透照膠片3，測試電壓為允許最大電壓值為200kV，測試搭接區(qū)域焊縫黑度為2.8～3.2左右(保證膠片中間黑度在4.0以內)，由于射線輻照區(qū)兩邊存有一定能量的差異，所以測試數(shù)據(jù)是一個范圍值。根據(jù)表1數(shù)據(jù)顯示，焦距選擇700mm時，灰霧度小于0.3區(qū)的范圍為30mm～40mm，冗余值少不合適。所以焦距控制在560mm～610mm之間，滿足上述膠片布置方式射線透照。

　　3.3一次透照長度

　　一次透照長度要滿足技術等級要求K=1.03，同時根據(jù)前散射線的影響，焦距控制在560mm～610mm，計算一次透照長度為280mm～300mm，一般取280mm。

　　3.4幾何不清晰度

　　技術規(guī)定幾何不清晰度Ug不大于0.3mm。專用型鋼內外扣的間隙大約在18mm，按膠片離開焊縫時的最大距離為18mm，焦距選最小要求560mm來計算幾何不清晰度：板厚為10mm、12mm，Ug分別為0.105mm、0.113mm，均小于0.3mm。

　　3.5背散射控制和靈敏度試驗(像質指數(shù)測試)背散射防護，應采用遮擋板，為了便于操作，遮擋板由兩層兩種材質組成：鉛護板(放后增感屏后面一起裝在暗袋內)+不銹鋼鋼帶構成。X射線檢測要求膠片類型為C4及以上，由于在照相過程中膠片不能緊貼焊縫以及背散射等原因，為了保證靈敏度符合規(guī)范要求，在不銹鋼水池覆面照相中采用C3類MX125型膠片，像質計放置在源側，使用線型像質計，像質計放在每張膠片的1/4處，將其橫跨在焊縫上，像質計緊貼焊縫表面，保證在底片的母材均勻黑度區(qū)域至少可見有10mm的鋼絲。

　　試驗中：T=10mm，膠片為MX125型膠片，膠片布置在遠離焊縫的專用型鋼外扣側。實驗1：增感屏+防護鉛板方式。像質指數(shù)：(1)前后增感屏0.05mm+0.5mm防護鉛板+1mm不銹鋼鋼帶，滿足背散射要求，靈敏度最高。(2)前后增感屏0.1mm+0.5mm防護鉛板+1mm不銹鋼鋼帶，滿足靈敏度和背散射要求。實驗2：選用厚后增感屏。像質指數(shù)：前增感屏0.05mm+后增感屏0.5mm+1mm不銹鋼鋼帶，滿足靈敏度和背散射要求。另外，板厚T=6+6=12mm，像質指數(shù)要求為13，實驗1測試結果同板厚T=4+6=10mm測試結果。

　　實驗2：前增感屏0.05mm+后增感屏0.5mm+1mm不銹鋼鋼帶和前增感屏0.1mm+后增感屏0.5mm+1mm不銹鋼鋼帶，均滿足靈敏度和背散射要求。因防護鉛板需要放置在暗袋內，所以0.5mm防護鉛板尺寸需要定做，也可以用0.5mm的增感屏代替，但是有增感的那面必須背對膠片方向。由于不銹鋼水池覆面射線檢測照相過程中需要穿插膠片，膠片本身很容易臟，在拆封膠片時容易引起增感屏污染，需要定期清理增感屏，避免造成偽影像和白點。成堆的裝有膠片的暗袋不能直接摞在一起。

　　3.6暗室處理暗室處理顯、定影液采用與膠片型號匹配的藥液。

　　顯影的時間一般控制在4min～6min，溫度控制在20℃±2℃。定影的時間一般控制在10min～15min，溫度控制在20℃±2℃。為了保證顯影效果，隨著顯影液的不斷消耗，可以補充顯影液，每次添加顯影液不得超過顯影槽中液體總體積的2%或3%，當加入的補充液達到原顯影液體積2倍時，藥液必須更換。

　　4常見缺陷評定

　　4.1夾鎢

　　由于鎢的密度比不銹鋼大，射線難于穿透鎢金屬，因而在底片上表現(xiàn)為白的亮度特征，與其他缺陷的影像顏色相反，如果能測黑度的話，夾鎢處黑度極小，大多數(shù)單個出現(xiàn)，形狀有條狀、圓狀、三角形等，常出現(xiàn)在手工氬弧焊中，結構中拐角處易見。

　　4.2夾渣

　　不銹鋼焊縫也存在夾渣(雜)，多層焊時，每層焊道間的氧化物未清除干凈，焊絲或母材上占有雜質物，周邊清潔度不能滿足要求，經常有雜物落入焊道內，缺陷有呈方塊或長方塊，也經常存在近似圓形的影像，輪廓不太清晰，不像氣孔邊緣圓滑，一般帶有棱角。手工氬弧焊和熱絲TIG自動焊中都存在由于焊接環(huán)境影響，底板焊縫缺陷居多，橫縫在坡口上緣位置會存在斷續(xù)的點狀影像，主要是專用型鋼背面灰塵掉落清理不干凈而焊接的緣故引起的。

　　4.3氣孔

　　氣孔有單個的，密集的，呈黑點或者黑色圓形、橢圓形，輪廓比較圓滑、清晰，其黑度中心較大，至邊緣稍減小。

　　4.4未熔合

　　焊縫的坡口形式是沒有鈍邊的，專用型鋼充當墊板，手工氬弧焊的間距為3mm～5mm，自動化間距為5mm～7mm。未熔合由焊接工藝不恰當、焊接電流偏小、電弧過長、焊接線能量不足、焊接行走速度過大等原因造成。此類未熔合出現(xiàn)在焊縫的中間，有長條的、有局部的、面積型，有一定的寬度，影像比較淡，自動焊居多，一般情況下通條焊縫都會存在同樣的問題。

　　4.5坡口未熔合

　　因電弧偏在坡口一邊，焊接速度過快造成，坡口未熔合影像一般分布在焊縫邊緣，影像比焊縫中間未熔合要窄，沿著坡口方向呈直線黑線，有一定的長度。

　　4.6不銹鋼衍射現(xiàn)象

　　不銹鋼水池焊縫衍射影像主要以線型為主，一般情況有存在焊縫中間單根黑線、對稱的雙黑影像、偶爾也存在3根黑線情況，此類影像一般連續(xù)，長度較長，影像的寬度在0.5mm～1mm左右，影像邊界模糊、不清晰，可以參照參考底片確認衍射現(xiàn)象的寬度、位置、類型。同時可以改變照相的方法：使用最高電壓(照相時電壓控制在180kV～200kV);將膠片放置在最遠離焊縫側;在X射線機頭放置不大于0.3mm的鉛濾光板進行檢測。使用參考底片比對和改變照相的方法都無法判別是否為衍射現(xiàn)象時，應按缺陷評定。

　　5結論

　　(1)采用裝有鉛光闌、鉛屏蔽罩的X射線機，焦距控制在560mm～610mm，一次透照長度為280mm，采用奇數(shù)和偶數(shù)布片方式照相，符合標準對射線檢測工藝要求，檢測效率明顯提高。(2)不銹鋼覆面射線檢測背散射防護時采用遮擋板由兩層材質組成：鉛護板(放后增感屏后面一起裝在暗袋內)+不銹鋼鋼帶構成。

　　(3)前后增感屏0.05mm+0.5mm防護鉛板+1mm不銹鋼鋼帶，滿足背散射要求，靈敏度最高。(4)不銹鋼焊縫也存在夾渣(雜)，主要由于多層焊時，每層焊道間的氧化物未清除干凈，焊絲或母材上占有雜質物，周邊清潔度不能滿足要求，經常有雜物落入焊道內造成的。(5)X射線衍射影像可以通過對比參考底片和改變照相的方法進行辨別。

　　參考文獻：

　　[1]強天鵬.NDT全國特種設備無損檢測人員資格考核統(tǒng)編教材.射線檢測，第2版.北京：中國勞動社會保障出版社，2007.

　　[2]NB/T20003.3-2010核電廠核島機械設備無損檢測第3部分：射線檢測.

　　[3]福建福清核電5、6號機組技術規(guī)格書-4.08不銹鋼覆面現(xiàn)場焊縫射線檢驗方案.1188JT0408B版，2014.

　　核技術論文范文：核電站三維設計的發(fā)展和應用

　　【內容摘要】由于受到多種條件的制約，核電行業(yè)三維技術的發(fā)展之前一直處于慢車道。隨著通信技術和互聯(lián)網技術的發(fā)展，三維設計在核電行業(yè)得到了長足的應用和發(fā)展。本文著重闡述了核電站三維設計的應用，并展望了未來數(shù)字電站和智能電站的發(fā)展方向。