核辅助系统管道焊缝的液体渗透检验

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1、核辅助系统管道焊缝的液体渗透检验王金龙中核武汉核电运行技术股份有限公司－在役检查中心【摘要】本文对某核电厂非正常停堆期间核一级辅助系统管道焊缝，液体渗透检测出的裂纹在缺陷处理过程中出现的问题加以记录，并对裂纹的检测及产生进行初步分析与探讨。【关键词】核辅助系统管道焊缝液体渗透检验热裂纹结晶裂纹1.前言某核电厂2006年9月由于常规岛轴瓦震动偏大引起非正常停堆检查，根据相邻上一次核一级辅助系统管道焊缝液体渗透在役检查的结果（检测出缺陷焊缝比例约占13%），临时决定对745条核一级辅助系统管道焊缝（包括环焊缝、支撑与管道连接焊缝、接管和射线插塞焊缝）进行液体渗透检查，结果在环焊缝中共

2、检测出缺陷显示（裂纹）焊缝28条，检出比例约占环焊缝的5.2%，由于缺陷显示（裂纹）焊缝均为环焊缝，为防止由于表面焊波粗糙及近表面的缺陷未开口在表面而无法检测，决定对余下未检测出缺陷的509条环焊缝整圈打磨约1mm后再次进行液体渗透检查，结果又在10条环焊缝上检测出线性显示（裂纹），根据以上裂纹的检测及在随后的缺陷处理中出现的问题加以记录并进行了如下初步分析与探讨。2.检测技术本次检测出的裂纹焊缝材质为1Cr18Ni9Ti的18-8型奥氏体不锈钢，规格从3"至12"不等，均为同种金属的不锈钢对接焊缝，既有现场焊接，也有工厂焊接。裂纹部位多数位于焊缝区域，极少数位于热影响区，裂纹细

3、小、形貌无分枝，断续、边缘弯曲、端部圆钝，没有平直扩展的形态。裂纹宏观特征如图一所示。图一1/72.1.体积检测对检测出缺陷的环焊缝进行体积方法的检测，以确定缺陷在焊缝中的大小和方向，尽管进行了多种尝试，但体积方法均未检测出缺陷信号显示。2.2.液体渗透检测以毛细管作用原理为基础的液体渗透检测是一种检查表面开口缺陷的无损检测方法，能有效地检查出材料的表面微小缺陷，最小可检测出宽度约1µm的表面开口缺陷，因此它能快速和准确地发现表面开口缺陷，具有快速、简便、全面、经济和灵敏度高等优点。液体渗透检测方法的灵敏度与缺陷宽深比密切相关。缺陷的宽度d与深度b之比称为缺陷宽深比k（k＝d/b

4、）。缺陷的宽深比k小，渗透液渗入深度大，毛细管作用强，灵敏度高。反之，缺陷宽深比大，灵敏度低。实际探伤中k值较小的裂纹比较容易检出，而k值较大的凹陷性缺陷则难以检出；另外，工件表面光洁度对灵敏度有较大的影响，表面光洁度低，清洁困难，缺陷显示对比度差，检出灵敏度低，易漏检，只有当表面光洁度较高时，才能发现较小的缺陷。常规液体渗透检测包括预清洗、施加渗透剂、去除多余渗透剂并干燥、施加显象剂、评定及记录等步骤。由于液体渗透检测的步骤较多，每一步骤看似简单，但操作灵活性大，对于检测结果人为因素所占比重大，对其中任何一个细节控制不严，均易形成漏检。首先，预清洗一定要清洗干净，表面细小的任何

5、物质都会将细小裂纹遮挡，影响渗透液的毛细渗入；其次，预清洗后的干燥也很重要，表面未干燥彻底，渗透液将无法完全对裂纹及其周围进行润湿；再次，显像时显像剂刚刚盖住金属背底光泽为最佳，过薄或过厚对于宽度小、深度浅的裂纹均易造成漏检；最后，检查人员应本着质疑的工作态度，发现疑问及时复检确认。2.3.缺陷处理过程的液体渗透检测对缺陷焊缝每打磨一次后进行一次液体渗透检测，直到缺陷消除为止。缺陷打磨消除后需补焊的焊缝，在补焊前、补焊完成后和补焊完成后48小时分别进行三次液体渗透检测。2.4.缺陷处理过程的液体渗透检测记录液体渗透检测的缺陷记录应记录缺陷的性质、位置、尺寸等，常采用拍照或画图等形

6、式进行记录并在报告中注明。在每一次打磨后裂纹的位置、数量、尺寸都会发生细微变化，为了更好的记录、分析裂纹的细微特征和走向等细节，需要对每条焊缝的每处裂纹在打磨前后的状态详细记录。此次缺陷处理焊缝数量多、打磨次数频繁、测量的次数多，同一条焊缝的不同次测量，即使相同的人对于零点的起始位置定位等都会产生微小误差，对于打磨次数较多（最多打磨十几次）的焊缝，很难实现一条焊缝从头至尾由一组检查人员完成，并且在打磨过程中，会发生原有裂纹的消除和新裂纹的产生，这样就2/7给检测的记录增加了难度和误差，况且，由于缺陷拍照的次数多且频繁，偶尔会发生缺陷照片混淆或分辨不清具体的打磨次数等现象，为了更精

7、确的反映出缺陷在每次打磨前后的变化及相互比较，需要对常规的记录和报告方式加以改进。测量上：首先，放弃钢卷尺，采用软的布尺或皮尺测量，测量尺就能很好的贴附于圆周上；其次，在焊缝的打磨处理前，将测量尺根据焊缝的零点及正方向距焊缝一定位置处固定，在缺陷处理期间保持测量尺位置不动，这样就能保证每次打磨后的测量在同一个测量前提下进行，避免测量的人为误差。记录上：每条焊缝单独记录，不同焊缝不允许记录在同一张现场记录单上。对于一条焊缝的多处显示，从零点向正方向依次编号，分别记录每处缺陷的位置、