田湾核电站厚壁联系带的涡流检查技术

　　卧式蒸汽发生器集流管的厚壁联系带由于材料、结构、尺寸和工艺等特殊性[1],曾多次发生过应力裂纹,所以后来对新的蒸汽发生器的集流管材料、设计以及胀管工艺进行改进,同时要求WWER型机组在役检查时对其进行涡流抽查[2]。但由于该项目的特殊性,在国际上也只有少数国家初步掌握该项新的检查技术,实际检查经验还不足。

　　田湾核电站(TNPS)是从俄罗斯进口的WWER21000/428型机组,其蒸汽发生器(SG)型号为ПГВ21000M,役前检查时按大纲有关规定对联系带(相当立式SG的管板孔桥)进行相应的检查。2004年起先后三次利用旋转探头(MRPC)对两个机组的八台SG联系带进行12%抽查及堵管后其周围管联系带的检查。鉴于TNPS的SG传热管还受磁区信号等干扰,给联系带的涡流检查带来一定难度,故有些技术难题只能边检查边研究解决。通过中外涡流检测专家的共同努力,最终完成了该检查任务,为确保核电运行安全提供了依据,下面对该项检测技术作一介绍。

　　尽管涡流检查具有高速、自动和无需耦合剂等优点,但也存在渗透深度低及影响因素多等局限性。因为首先要透过1.5 mm的管壁厚度,再渗透到5 mm(约管间距的一半)厚导磁的低合金钢联系带中去发现不同取向的裂纹,并进行定量和定性等确有一定难度,为此须不断试验研究以提高检测技术。

  　1　联系带标定试块的设计选择

　　根据TNPS所用WWER21000 SG联系带的结构特点、加工工艺及检查要求,先后选择了两种标定试块(图1)。它们的相同点是均在内侧刻有宽约0.2 mm,深1,2和5 mm的轴向裂纹,然后将16 mm×1.5 mm的传热管胀接在联系带管孔中,其不同点主要是裂纹的长度及位置不同。后者更能符合实际比较的需要,因为一般应力裂纹均从联系带的二次侧向内开裂(图2)。为了校准采集系统及试验研究的特殊需要,又追加一根刻有100%和50%壁厚的轴向裂纹标定管,每次均需采集其信号。

　　2　涡流检查探头及参数的选择

　　为了提高涡流检查联系带的渗透深度,便于区别轴向、周向裂纹及磁区信号,采取如下措施:

       (1)选择灵敏度较高、功能较强的“+”号旋转探头(Z探头,见图3),并追加N38型钕钢磁饱和“+”号旋转探头(H探头,见图4)

　　(2)选择渗透深度较大的100,75,50和25 kHz多频检测频率,必要时改变检测频率;探头转速270 n/s(转/秒);探头拉拔速度5 mm/s;采样点800 p/s(采样点/秒)。

　3　标定信号及磁区信号特征的试验研究

　　由于部分传热管材料的铁素体含量超标及机械胀管不均等影响,出现较多的α相磁区信号。为了掌握标定裂纹信号及磁区信号的不同特征,以达到正确分析的目的。经两种不同探头多通道信号的分析研究,其结果归纳如下: