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压水堆蒸汽发生器热交换管的在役涡流检查

  
评论: 更新日期:2012年03月09日

  3 热交换管的检查要求和方法[2]
  3.1检查要求
  美国早期对热交换管检查的原则要求体现在核管会文件RG1.83(1975年)[4]。RG1.83要求检查仪器能查出深度为壁厚20%的缺陷,对某些形式的缺陷来说,目前最先进的仪器也达不到这一要求[2]。
  20世纪80年代后美国核管理委员会(NRC)对热交换管检查的原则要求有所变化。主要检查采用分级制度(C1、C2和C3级),每级要求的抽查数量、使用的仪器类型不同。
  3.2检查方法
  3.2.1涡流检查
  涡流检查是应用最广泛的检查手段,它能有效检查出管子减薄(即是指管壁材料均匀的丢失),而且其检查速度快。
  目前涡流检查使用的探头主要是差分探头(BC探头)和多频旋转扁平感应圈探头(MRPC探头)。
  涡流检查的缺点是对缺陷的长度和深度不能准确定量,涡流检查对于PWSCC、IGA和ODSCC各有特点。
  (1)在PWSCC老化条件下的涡流检查:在胀管过渡区的裂纹信号常常被淹没在由管子几何变化引起的噪声信号中;裂纹深度达到壁厚50%以上才能被探测到;U形区域的裂纹达到一定的数量,或裂纹达到一定长度时才能被探测到;可以探测裂纹深度,但很难准确探测出裂纹长度,因此无法定量裂纹的几何形式,涡流检查测量的环向裂纹长度往往比实际长度(拔管检查)小;无法分辨具有复杂形态的裂纹,例如:一条长的轴向裂纹伴随有一条短的环向裂纹,涡流检查时,轴向裂纹的信号会淹没环向裂纹的信号,造成漏检;轴向裂纹的扩展速率可通过在役检查判定,但环向裂纹目前无法判定。
  (2)在IGA老化条件下的涡流检查:涡流检查对付IGA非常困难,美国Trojan核电厂的涡流检查经验可以证实,目前不清楚涡流(使用BC和MRPC探头)能检查到的IGA裂纹长度到底是多大。IGA部位的电导率和磁导率变化缓慢,BC探头根本探测不到任何信号,MRPC探头可以感应一些信号,但却无法分析。阵列式探头比上述2种探头要好些,勉强可做些分析。因此如果探测到任何IGA信号(或怀疑是IGA信号),EPRI建议都要复探[4]。
  (3)在ODSCC老化条件下的涡流检查(这里的ODSCC实际就是指IGSCC):ODSCC很难探测,原因是信噪比小;差分探头会漏检支撑板处的轴向ODSCC裂纹,例如有些裂纹深度已达到壁厚的62%,但使用差分探头却没有检测到;涡流检查测量的环向裂纹长度往往比实际长度(拔管检查)小,例如拔管检查发现环向裂纹张角达270°,但涡流检查的判断只有90°;无法分辨具有复杂形态的裂纹,这一点和PWSCC检查类似;对ODSCC裂纹,目前最好的涡流探伤技术达到的水平是:能够检查出位于凹陷区、深度为壁厚50%、张角为50°的裂纹(或穿透性、张角为23°的裂纹),其张角测量误差为37°~45°。
  3.2.2破坏性检查
  通常通过拔管来进行破坏性检查,目的是为了核实涡流和超声波检查的准确性,检查管子的老化机理,检查二次侧的水化学状态及其对老化的影响以及检查管子的爆破压力,用于结构完整性评估。破坏性检查拔管对象是那些涡流或超声波检查有信号显示的管子。

  4 总结
  (1)在特定的裂纹形态、部位、探头和人因条件下涡流检查会发生漏检,例如裂纹闭合时会漏检;有些部位沉积物多,噪声信号淹没裂纹信号,造成漏检;差分探头和多频旋转探头对轴向和环向敏感度不同,只使用一种探头检查就会发生漏检;有些检查员只注意仪器上信号的大小,忽略了信号的时长,造成长裂纹误判为短裂纹等。
  (2)有时会出现虚假信号。
  (3)IGA裂纹极难探测。
  (4)涡流检查不能只使用一种探头,对可疑部位应至少使用差分、多频旋转和阵列3种探头进行分析。
  (5)涡流检查方便、高效,但不是决定性检查方法,其可靠性最终要通过模拟试验或拔管金属学检查验证。
  (6)通过大量模拟试验或拔管金属学检查,才能摸清热交换管缺陷形态、尺寸和分布的规律,由此建立缺陷数据库(如美国核电运行研究所的数据库)以及合适的分析模型(如加拿大的CANTIA),由此准确评估涡流等检查方法的在役检查结果,保证状态监测和运行评估的可靠性。

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