核反應(yīng)堆壓力容器超聲檢測技術(shù)

核反應(yīng)堆壓力容器超聲檢測技術(shù)研究許遠(yuǎn)歡聶勇（核動力運(yùn)行研究所，武漢，430074）摘要核反應(yīng)堆壓力容器作為核設(shè)備的重要部件，要求對其進(jìn)行役前及在役檢查。由于核反應(yīng)堆壓力容器包含有不同類型的檢測對象，同時實施檢測的條件所限制，對于核反應(yīng)堆壓力容器的超聲檢測，超聲檢測技術(shù)要考慮超聲探頭角度、探頭頻率、探頭形式、晶片尺寸、檢測方向、探頭托盤的形式、掃查探頭的布置、掃查運(yùn)動方式、標(biāo)定及校核、選用儀器、缺陷的檢測與定量等較多的因素。在綜合考慮這些因素后，針對每一個檢查部位，才能給出具體的檢測技術(shù)。本文介紹了對核反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)行超聲檢測的檢驗技術(shù)。關(guān)鍵詞反應(yīng)堆壓力容器、超聲檢測、探頭前言核反應(yīng)堆壓力容器是核電廠和核動力裝置中最重要的設(shè)備，核反應(yīng)堆壓力容器的質(zhì)量是保證核電設(shè)備和核動力裝置正常安全運(yùn)行的關(guān)鍵。為確定壓力容器的質(zhì)量，在核電廠和核動力裝置的檢驗規(guī)范和大綱中，對反應(yīng)堆壓力容器的焊縫及其它部位提出了無損檢測的強(qiáng)制性要求，并指定分別在投入使用前和運(yùn)行一定間隔時間內(nèi)對反應(yīng)堆壓力容器實施役前檢查和在役檢查。役前檢查和在役檢查的結(jié)果為分析評定壓力容器的運(yùn)行狀態(tài)將提供極其重要的依據(jù)。在核電廠和核動力裝置的檢驗規(guī)范和大綱中，對核反應(yīng)堆壓力容器的無損檢測主要采用超聲檢測技術(shù)和視頻檢測技術(shù)。由于核反應(yīng)堆壓力容器的體積較大，受檢對象涵蓋了厚壁筒體焊縫、接管焊縫、接管交貫面、接管與安全端的厚壁管道對接焊縫以及堆焊層表面等眾多不同類型的對象，相應(yīng)地其檢查技術(shù)也包含了眾多不同類型的檢查技術(shù)。反應(yīng)堆壓力容器檢查的實施是個復(fù)雜的過程，它必須依賴專用的機(jī)械檢查設(shè)備和電子控制驅(qū)動裝置來完成，超聲檢查系統(tǒng)、機(jī)械掃查器和控制系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)作才能完成該大型設(shè)備的檢查。檢查技術(shù)的制定不但要從超聲檢測的技術(shù)角度考慮，還要根據(jù)機(jī)械運(yùn)動的可行性和局限性來考慮。本文介紹了對核反應(yīng)堆壓力容器實施超聲檢測的檢查技術(shù)。被檢對象和檢驗范圍在核設(shè)備的檢查大綱中，要求對反應(yīng)堆壓力容器的檢查對象包括所有焊縫、接管交貫面、堆焊層。除了容器內(nèi)表面堆焊層采用視頻檢查外，其余對象都采用超聲檢測技術(shù)。具體來說，超聲檢測的內(nèi)容包括有：筒體環(huán)焊縫圖1核反應(yīng)堆壓力容器示意圖封頭環(huán)焊縫圖1核反應(yīng)堆壓力容器示意圖支撐焊縫筒體與接管連接焊縫接管與安全端連接焊縫瞇安全掌端與關(guān)管道暴連接悠焊縫鑄接管斜交貫庸面及啊其附那加段昌區(qū)域凍內(nèi)表閣面堆客焊層確區(qū)域盆筒體鑰環(huán)焊貨縫、躁封頭三環(huán)焊砌縫、安支撐拆焊縫丙以及燃接管才焊縫乘都是建低合揮金鋼堤厚壁悄對接伶焊縫誤，其詠中最帝大厚遺度達(dá)善到了援33魔0m炸m。資接管劍與安歌全端餐連接幅焊縫被是連墳接鐵芹素體介材料趨與不療銹鋼袍鍛件抗的管蝶道對討接異燥種金夾屬焊郊縫，鑼該焊面縫還暮包含西有鎳充基合深金隔胸離層捧。安么全端旺與管外道連啦接焊迎縫是趁連接幣不銹扮鋼鍛蝶件與載不銹產(chǎn)鋼鑄咸件的點(diǎn)管道想對接皆同種類金屬險焊縫脂。這將兩類沒焊縫賽的厚結(jié)度根笨據(jù)容候器的敘容量匯大小恨有不片同的深厚度黨，最東大厚處度達(dá)經(jīng)到了免90爛mm職。接窯管交慮貫面底是指最接管題內(nèi)彎份角徑度向截艇面區(qū)犧域。畜在反皇應(yīng)堆建壓力敘容器窄內(nèi)壁獵以及私接管屢管道末內(nèi)壁橡，都憲堆焊幣有一肆層4阿~7劇mm絕的不躁銹鋼彼保護(hù)昨?qū)樱床惠呬P鋼穴堆焊劈層，判見圖餐1。興在對忘這些毀受檢呢對象虜?shù)某饴暀z閃測過隨程中是，根毯據(jù)其期材料閃、厚手度以共及形平狀等殃特點(diǎn)愈，并恨結(jié)合時檢測篩實施容方式譜，采罩用的閑超聲偉檢測忍技術(shù)斗也存倡在不耽同技田術(shù)特故點(diǎn)。百超聲齡檢測宴技術(shù)壁核反俊應(yīng)堆睡壓力渾容器報超聲饅檢測裁采用漏超聲土自動受化檢戲查技芬術(shù)，浙檢查夾結(jié)果頂有較悶好的射重復(fù)澆性，資檢查仇數(shù)據(jù)臉可以澇得到猛永久掠的存抓儲，筍利用息專用押數(shù)據(jù)狹處理千軟件靠可以泥對檢混查數(shù)背據(jù)進(jìn)枕行后栽處理訊以便殘可以肺對數(shù)看據(jù)進(jìn)娘行多善種方潤式的跟分析態(tài)。塔對于蹈核反鄉(xiāng)應(yīng)堆犧壓力油容器減的超口聲檢喪測，袍超聲紀(jì)檢測詳技術(shù)包要考奶慮較瘋多的栗因素忠，這景主要綱包括樂超聲析探頭釀角度粥、探束頭頻槐率、奮探頭離形式淚、晶羅片尺咸寸、所檢測戲方向塞、探植頭托秀盤的分形式菠、掃佳查探電頭的劃布置惰、掃魔查運(yùn)麗動方宮式、紋檢查底前標(biāo)饑定及而檢查妖過程告中的重二次烏標(biāo)定拘、靈萬敏度誰的選芬擇、策選用堵儀器狐、缺菊陷的誤檢測起與定與量等挽。在戒綜合亭考慮堡這些她因素足后，猴針對裙每一塌個檢緩查部皺位，立才給大出具團(tuán)體的害檢測模技術(shù)告。下牛面對湯這些衡因素牧的考午慮進(jìn)配行總悠體介假紹。壞由于季核反筍應(yīng)堆痛壓力勒容器王體積傭較大扭，在洽役檢誓查時踏不可揚(yáng)接近倚，在買對核蠻反應(yīng)來堆壓錦力容千器實幸施超壺聲檢燥查時奔采用開超聲燕自動機(jī)化檢催測技奇術(shù)，倚即利倍用專桶用的拉反應(yīng)芒堆壓忙力容蹲器檢巷查機(jī)撞帶動旦超聲吵檢測裙探頭廊在被村檢部娛位區(qū)昌域進(jìn)扣行自梨動掃耀查。咳整個捷超聲早檢查前從壓漢力容丸器的判內(nèi)表普面實獸施檢容查，拔檢查檢采用北探頭測與被禍檢部科件接滿觸式騰的檢少查方懇式，考使用市水進(jìn)簽行耦薯合。乓探頭剖的選婆擇凈在對亡核反眾應(yīng)堆胖壓力曠容器條的超蹈聲檢蓮測中委，探膝頭的員選擇欺最為歪關(guān)鍵鼓。選積擇超賄聲探恰頭時聞要根等據(jù)被扯檢對兵象的開厚度礙、形尾狀、茄焊縫星坡口者形式企等特旗點(diǎn)以吳及探厭頭聲澇束的果可達(dá)遲性來收確定勢。對昌于每劑一個份被檢怖對象爺，采書用多的角度足和多吉方向寒的超圖聲波灣探頭油。反流應(yīng)堆授壓力么容器鳥超聲添檢測碰中所斃用的槍探頭類角度辟如表淚1所接示。偶表1赴超罪聲探揮頭角肥度的蠶選擇桂檢查劍部位疲探頭岸角度劑探頭攔形式搭筒體掩環(huán)焊曲縫、想封頭潑環(huán)焊扯縫英0插°多、4養(yǎng)5閥°蘋、6閣0盆°神、7撇0爪°雀單晶忌、雙昏晶燙支撐威焊縫塔0溪°同、4欲5稼°搭單晶欣筒體參與接鼓管連全接焊李縫朽0狀°怨、4潔5沾°如、6疊0嫩°四、7臟0膝°薪10嗚°庸、3誼0境°預(yù)、5泄0跟°精單晶息、雙板晶賀單晶醉接管叢與安浩全端往連接桑焊縫畝、安露全端朝與管蠢道連死接焊薦縫濕0徑°撤、4朵5糧°安、6屈0童°生、7廉0怠°樂35搏°塊~4粒5絮°保雙晶榴雙晶座接管龍交貫友面及謀其附斥加段錦區(qū)域財45淚°話、7纏0鑄°游雙晶茫內(nèi)表椅面堆映焊層煌區(qū)域裝45障°框、7習(xí)0刑°棒雙晶柿一般文檢查膛大綱賀要求微要對氧所有封焊縫溪進(jìn)行窄全體間積的認(rèn)檢查蓋，由根于焊碧縫的歇厚度拔都較閣大，前同時膀在探坦頭掃子差的僻容器撈內(nèi)壁費(fèi)存在嶄一定負(fù)厚度徒的堆側(cè)焊層回，在獲檢測塘技術(shù)框中，融將被納檢焊谷縫的土檢查板區(qū)域槐分為續(xù)近表耀面區(qū)更域和臣內(nèi)部加區(qū)域湊兩部首分。著近表排面區(qū)宴域的牽范圍認(rèn)一般幟為0載~3鏟0m從m，智內(nèi)部臉區(qū)域憶的范張圍一誕般為遞30賊mm陶~T屯（焊斯縫壁弓厚）橋。近駕表面鄰區(qū)域起和內(nèi)臥部區(qū)側(cè)域所舅使用匆的探部頭角販度以然及探菌頭形息式有填所不再同。腔以筒勞體環(huán)倉焊縫妄和封國頭環(huán)睡焊縫全為例卷，所耽使用愉的超礦聲探崖頭中懼，用鵲于檢疲查近曉表面影區(qū)域黑探頭味和內(nèi)所部區(qū)懲域探食頭如腥表二饒所示還?；锉矶@筒膨體環(huán)胞焊縫午、封白頭環(huán)殿焊縫植超聲銀探頭臣角度右的選俗擇繭檢查撓部位壯檢查穗?yún)^(qū)域懷探頭債角度賀探頭估形式劉筒體充環(huán)焊曲縫、虧封頭插環(huán)焊磚縫懲近表總面區(qū)陰域咱0遼°酷、4鉤5搜°彎、7專0帶°典雙晶溝內(nèi)部未區(qū)域際0酒°主、4仗5礎(chǔ)°饒、6滑0寧°化單晶主在近鍬表面趟區(qū)域折的檢流查探穿頭中聞，0廈°怨、4動5目°騎、7帥0睬°椅探頭潑都為粒雙晶篩縱波遺探頭噸；而哀內(nèi)部律區(qū)域?qū)⒌臋z格測探舌頭中灶，4之5精°聽、6釀0捆°送探頭杏為單銜晶橫典波探芝頭，習(xí)0喪°楊探頭正為單蔑晶直召探頭嗎。蛋探頭測頻率暫的選準(zhǔn)擇，第按照魂檢測停區(qū)域液及檢丙測用位途來蒜確定堅。對心于近宿表面簡區(qū)域顧，可孩采用清較高尋的頻柏率4接MH伍z，乖而內(nèi)在部區(qū)透域所莫采用喪的頻倒率一更般為系2~搏2.安5M雷Hz是。在掘聲束漂衰減鼓較大緩的焊愛縫中謎（如跟安全陷端焊盡縫）泄，使著用較炕高的夏頻率疾將會漆產(chǎn)生胸更多削的噪怖聲信研號，法因此蕩要根掙據(jù)檢削測厚閱度和貼材料奇衰減錢狀況緊以及詢探頭希性能諒來確桌定探閱頭的烤頻率忽，探脾頭的塊頻率無一般喬處于浸1~榆4M邁Hz唉的范寒圍內(nèi)惹?；奶筋^朵晶片矛的選租擇是猾根據(jù)色檢查舒范圍啊的大攤小以痕及探階頭性棗能綜耀合考省慮。凈對于再厚壁浙焊縫幅的超畏聲檢盲測探專頭，瞧為了涼能檢滿測到部遠(yuǎn)距蟲離的證部位圖，所走使用繳較大及的晶成片從恐而獲旺得較稀大的疼能量牙。如陰筒體致環(huán)焊獵縫，兆45販°電、6色0乖°罵單晶峽橫波辦探頭寨的晶輛片尺疼寸一促般為忘20準(zhǔn)×戲30皂mm剩的吃橢圓稍晶片建。而殿對于臂雙晶潮縱波滴探頭碧，則蠶根據(jù)禽探頭罵焦距潔的大枕小來焰確定憂。在局保證隆探頭岡性能卻的情嗚況下茶，采今用較故小的頑晶片如，從暢而整羊個探蜻頭的需外殼瞇也相閘對縮渡小，雨有利膨于探槐頭與鑰掃查煤曲面鉤的耦纖合。唇在整范個檢愛查所怪用的端探頭鳳中，伸探頭診的外愁殼尺給寸(誕長螺×見寬)牛主要賄為3雁0凡×即30擔(dān)mm享和4盡0絨×免40濃mm燃?？讬z測絮方向井對于柔每一顫個被后檢部留件，市都采苦用多亂方向決進(jìn)行帆掃查餐。筒乖體環(huán)男焊縫蔥、底爐封頭窄環(huán)焊適縫和桐安全論端管信道焊度縫，魚在焊覆縫的針兩側(cè)被采用凍斜探露頭的設(shè)聲束御面向心焊縫豬的兩數(shù)個方腹向上盼進(jìn)行艱軸向劉掃查觀，在眼沿焊倚縫方書向（造周向榜）上鼓采用撇斜探峰頭的告聲束步沿著陳焊縫慰的兩存?zhèn)€正屆對方糧向（趟順時云針和峰逆時繭針）章進(jìn)行收周向鑒掃查嗚。接伙管與賽筒體雜的連岡接焊以縫是恭插入息容器鋼筒體史內(nèi)的側(cè)插入晶式焊暮縫，螞形成軌了馬姜鞍面執(zhí)的外窗形，夠焊縫草厚度恢也較首厚（伙30存0m鐮m左他右）雄。由昨于結(jié)餃構(gòu)的稻關(guān)系饒，在險對接蠢管與俯筒體冊的連她接焊奪縫的長檢查梳中，疲將掃認(rèn)查分敞為從超接管鴉內(nèi)側(cè)頭進(jìn)行共檢查彎和從掠筒體隸側(cè)進(jìn)恰行檢珠查。膛從接懷管內(nèi)孫側(cè)的適檢查轉(zhuǎn)為對敗焊縫占的軸壞向檢館查。襲從筒席體側(cè)宜進(jìn)行禿的檢陡查為蝦對焊蜻縫的練周向向檢查繪，該示檢查職方式銹為探飛頭聲烤束沿巨著焊跨縫的總長度撫方向級（即脾焊縫看的切遼向）饅移動攻掃查擊，簡屯稱切裳向掃鳳查。住這兩繩種掃婦查方脫式，盾在選涌擇探瞇頭時脾，探畜頭的壤角度青和形蘋式也喪所不色同，活見表覽1。棋接管巨交貫拖面及幼其附客加段造區(qū)域共則采凍用周慢向掃束查（易兩個臥方向步）的濫方式誤。內(nèi)賞壁堆釘焊層喜的檢事查采用用軸活向掃豎查和惰周向枕掃查搭（共哲四個骨方向流）的鋼方式早。后掃查丹探頭有的布在置600457045706045AB圖2筒體環(huán)焊縫軸向掃查探頭布置圖書由于似對每血一個感檢查津部位哭的檢揪測都今采用器了多穴探頭駝多方夏向的草方式椒，同籠時為藏減少洲占用匆核反渴應(yīng)堆沈壓力恰容器條的時族間，免并減長少多若次檢兩查的痛風(fēng)險輸性，糊在實盡施超脊聲檢住測時感，采壁用多鬼探頭虹同時褲進(jìn)行倦檢測液的方炸式。夢因此膝對于節(jié)每一鏟個檢晃查對高象將港盡量亡把所屠有探貴頭安籍裝在煙一起黑同時說掃查父。在課安排競掃查略探頭伐時，軟同時尿也考粒慮減寨小掃爭查范同圍，許提高四檢查笑效率猜。以獸筒體門環(huán)焊甩縫軸炭向掃斥查為嘆例，坦將8淺個探聚頭同梁時安拜裝在校一個朽托盤造上，疊在托委盤一棵次掃胡查后醉，這曬8個桿探頭投都可塘以完符成掃桿查。臭具體葵掃查判時，昨?qū)叩榫噍嗠x較場長的襯60貞°垂探頭貧放在乖外側(cè)紹，而體把掃信查距畜離相滿對較想短的泰45跳°莫探頭嗽放在施內(nèi)側(cè)把。具濤體探攪頭的覺布置找見圖少2。督其它永檢查盲部位砍的探酷頭安些排將索按照600457045706045AB圖2筒體環(huán)焊縫軸向掃查探頭布置圖標(biāo)定購在反巧應(yīng)堆龜壓力蠅容器貿(mào)檢查在過程施中，詳包含罩基準(zhǔn)劇靈敏墊度標(biāo)敢定和碌檢查濫過程馳中的喂靈敏縫度校匙核標(biāo)燈定。性基準(zhǔn)燭靈敏速的標(biāo)倆定是去在相舌應(yīng)的茄對比躁試塊刺上進(jìn)拜行。賣在檢殿查過陳程中娃，要于求對槳整個棕超聲摸系統(tǒng)國穩(wěn)定超性進(jìn)煙行檢帥驗，筍以確崖定其西靈敏盞度的溪有效摟性。麻每次馬檢查晌開始樸前和鍋每次廟檢查緊結(jié)束芹后，三以及肆每次擴(kuò)檢查療開始這后每植間隔晃12見小時夏（或帽更少廣時間燙），站均需餓對每卻一個單探頭見進(jìn)行獅靈敏獲度的丸校核路。在速使用斬專用農(nóng)機(jī)械紹工具稱的檢蔥查過嫩程中迷，為腐了不累使整抹個檢壇查探剖頭從谷容器及內(nèi)取亂出來飽進(jìn)行庫靈敏桿度校仙核，種靈敏即度的雖校核頸是在枝專用股二次貿(mào)標(biāo)定箭試塊芝上進(jìn)書行的哀。利鏟用二毯次標(biāo)雹定試谷塊，想將每彼一個弱探頭結(jié)靈敏亡度轉(zhuǎn)蘿移到剃二次腰標(biāo)定間試塊擱的反蹦射體友的靈曲敏度忙上。剃對系鳥統(tǒng)的太校核證，即艇轉(zhuǎn)移深到二搞次標(biāo)技定試捏塊中寫反射負(fù)體的輝靈敏餓度的心校核腔。專鐮用二代次標(biāo)買定試劇塊一憐般固奸定在惠水下適容器妨內(nèi)或美容器截附近步。在喬二次菌標(biāo)定英試塊政上可給以對妙托盤斃上的燈每一毀個探脈頭進(jìn)帽行靈廣敏度宮校核排。介超聲花儀蓬對核扣反應(yīng)擇堆壓夏力容騾器超壺聲檢謎查，版采用陣多通稼道超筆聲波瞇檢測陽系統(tǒng)誓，該廚檢測晨系統(tǒng)載由超勾聲檢詠測儀攔、超住聲數(shù)侍據(jù)采社集軟竊件和濫超聲纖數(shù)據(jù)輛分析彎軟件倘組成睛。超藍(lán)聲檢仇測儀拘至少被含有杏12男個獨(dú)令立通腦道。貼超聲拋儀應(yīng)星具有按較強(qiáng)課的抗蒜干擾故能力隨，以見及較趣高的勺數(shù)模姓轉(zhuǎn)換自率。首超聲黃儀與托探頭喘能有瓜較好乖的匹居配，護(hù)有較線大的喊帶寬桿。采循集和概分析奧軟件世應(yīng)有研較強(qiáng)楊的功藍(lán)能，喊它能厭實時痕顯示蓮A/烏B/揮C/未D-面SC讀AN摩、動老態(tài)顯漿示、侮多顯淡示組垮合，盜并具繡有輔民助定惠量測溜量功白能。冤缺陷烤的檢踐測與匠定量迎在整儉個檢淚測技繪術(shù)中舅，對種每一擋個檢淘查部柱件，捐都存繳在針再對缺圣陷的義檢測個和定靈量的紫檢測誘技術(shù)怠。缺茂陷的寬檢測乘是指選以發(fā)轉(zhuǎn)現(xiàn)缺研陷信薪號為饒主，凍也稱敬缺陷悼的檢沫出。朱缺陷尺的定握量是倆指對假缺陷煮的長漢度和消自身會高度竿的測棵量。勻在檢嚇測探臭頭中尺，都棉有指腫定分梅別用墾作檢捉測和寺定量康的探耕頭。值根據(jù)煮被檢坑出的交缺陷扇的位惱置和宵特點(diǎn)漫，對炮于一狹些部償件，賊檢測興探頭滔和定閘量探瞇頭可隙以是販同一課個探窮頭，新如筒狀體環(huán)采焊縫鏟中，首45芝°狡單晶多橫波抄探頭紗即作伸為內(nèi)擴(kuò)部區(qū)嬸域間圍測試娘的檢塑測探限頭，倘也作臨為內(nèi)拖部區(qū)樹域缺魚陷的勸定量紹探頭鵲。而帆對于燈一些社部件給，則墻有專蒜用的港檢測呆探頭重和定智量探究頭。嘉在在欄役檢忽查中國，按刺照規(guī)扣范的凳要求賣，對條缺陷皺的定畫量一忍般采汁用-宴6d茄B的營方法脫進(jìn)行攝測量橋。而盜目前灑，針稠對在潑役檢恭查時關(guān)所發(fā)紫現(xiàn)的廚缺陷辣特點(diǎn)吵，而棒主要辭考慮畝缺陷健為面叉狀缺愿陷?；紝@染種面忌狀缺此陷多夏采用炸尖端額衍射曾法對鏡缺陷魯進(jìn)行牌自身析高度蹦定量寨。因溜此，叼在檢豐測過溫程中止時，宋缺陷道的檢眾出與管缺陷悔的定哈量一圈般采哄用不紡?fù)瑱z穴測靈氧敏度血。在圾定量垮中采海用較卵高的頓靈敏等度有睬利于視發(fā)現(xiàn)博面狀釋缺陷籠的尖晉端衍劍射信褲號。盯以檢島測堆消焊層添下缺誕陷為彈例，梅由于蹈堆焊爭層下淡缺陷稱處于瞇近表期面，柄缺陷露的檢緩出采少用7慚0腦°蟻雙晶奪縱波域探頭腳。7虜0棟°牛探頭督角度牽大，榨同時紙雙晶良縱波脆探頭羨可以瀉克服芬不銹譽(yù)鋼堆拍焊層零的聲癥束衰分減，廢易于眉發(fā)現(xiàn)富近表干面的充缺陷充