3 熱交換管的檢查要求和方法[2]
3.1檢查要求
美國早期對熱交換管檢查的原則要求體現(xiàn)在核管會文件RG1.83(1975年)[4]。RG1.83要求檢查儀器能查出深度為壁厚20%的缺陷,對某些形式的缺陷來說,目前最先進(jìn)的儀器也達(dá)不到這一要求[2]。
20世紀(jì)80年代后美國核管理委員會(NRC)對熱交換管檢查的原則要求有所變化。主要檢查采用分級制度(C1、C2和C3級),每級要求的抽查數(shù)量、使用的儀器類型不同。
3.2檢查方法
3.2.1渦流檢查
渦流檢查是應(yīng)用最廣泛的檢查手段,它能有效檢查出管子減薄(即是指管壁材料均勻的丟失),而且其檢查速度快。
目前渦流檢查使用的探頭主要是差分探頭(BC探頭)和多頻旋轉(zhuǎn)扁平感應(yīng)圈探頭(MRPC探頭)。
渦流檢查的缺點(diǎn)是對缺陷的長度和深度不能準(zhǔn)確定量,渦流檢查對于PWSCC、IGA和ODSCC各有特點(diǎn)。
(1)在PWSCC老化條件下的渦流檢查:在脹管過渡區(qū)的裂紋信號常常被淹沒在由管子幾何變化引起的噪聲信號中;裂紋深度達(dá)到壁厚50%以上才能被探測到;U形區(qū)域的裂紋達(dá)到一定的數(shù)量,或裂紋達(dá)到一定長度時(shí)才能被探測到;可以探測裂紋深度,但很難準(zhǔn)確探測出裂紋長度,因此無法定量裂紋的幾何形式,渦流檢查測量的環(huán)向裂紋長度往往比實(shí)際長度(拔管檢查)小;無法分辨具有復(fù)雜形態(tài)的裂紋,例如:一條長的軸向裂紋伴隨有一條短的環(huán)向裂紋,渦流檢查時(shí),軸向裂紋的信號會淹沒環(huán)向裂紋的信號,造成漏檢;軸向裂紋的擴(kuò)展速率可通過在役檢查判定,但環(huán)向裂紋目前無法判定。
(2)在IGA老化條件下的渦流檢查:渦流檢查對付IGA非常困難,美國Trojan核電廠的渦流檢查經(jīng)驗(yàn)可以證實(shí),目前不清楚渦流(使用BC和MRPC探頭)能檢查到的IGA裂紋長度到底是多大。IGA部位的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率變化緩慢,BC探頭根本探測不到任何信號,MRPC探頭可以感應(yīng)一些信號,但卻無法分析。陣列式探頭比上述2種探頭要好些,勉強(qiáng)可做些分析。因此如果探測到任何IGA信號(或懷疑是IGA信號),EPRI建議都要復(fù)探[4]。
?。?)在ODSCC老化條件下的渦流檢查(這里的ODSCC實(shí)際就是指IGSCC):ODSCC很難探測,原因是信噪比?。徊罘痔筋^會漏檢支撐板處的軸向ODSCC裂紋,例如有些裂紋深度已達(dá)到壁厚的62%,但使用差分探頭卻沒有檢測到;渦流檢查測量的環(huán)向裂紋長度往往比實(shí)際長度(拔管檢查)小,例如拔管檢查發(fā)現(xiàn)環(huán)向裂紋張角達(dá)270°,但渦流檢查的判斷只有90°;無法分辨具有復(fù)雜形態(tài)的裂紋,這一點(diǎn)和PWSCC檢查類似;對ODSCC裂紋,目前最好的渦流探傷技術(shù)達(dá)到的水平是:能夠檢查出位于凹陷區(qū)、深度為壁厚50%、張角為50°的裂紋(或穿透性、張角為23°的裂紋),其張角測量誤差為37°~45°。
3.2.2破壞性檢查
通常通過拔管來進(jìn)行破壞性檢查,目的是為了核實(shí)渦流和超聲波檢查的準(zhǔn)確性,檢查管子的老化機(jī)理,檢查二次側(cè)的水化學(xué)狀態(tài)及其對老化的影響以及檢查管子的爆破壓力,用于結(jié)構(gòu)完整性評估。破壞性檢查拔管對象是那些渦流或超聲波檢查有信號顯示的管子。
4 總結(jié)
?。?)在特定的裂紋形態(tài)、部位、探頭和人因條件下渦流檢查會發(fā)生漏檢,例如裂紋閉合時(shí)會漏檢;有些部位沉積物多,噪聲信號淹沒裂紋信號,造成漏檢;差分探頭和多頻旋轉(zhuǎn)探頭對軸向和環(huán)向敏感度不同,只使用一種探頭檢查就會發(fā)生漏檢;有些檢查員只注意儀器上信號的大小,忽略了信號的時(shí)長,造成長裂紋誤判為短裂紋等。
(2)有時(shí)會出現(xiàn)虛假信號。
(3)IGA裂紋極難探測。
?。?)渦流檢查不能只使用一種探頭,對可疑部位應(yīng)至少使用差分、多頻旋轉(zhuǎn)和陣列3種探頭進(jìn)行分析。
?。?)渦流檢查方便、高效,但不是決定性檢查方法,其可靠性最終要通過模擬試驗(yàn)或拔管金屬學(xué)檢查驗(yàn)證。
(6)通過大量模擬試驗(yàn)或拔管金屬學(xué)檢查,才能摸清熱交換管缺陷形態(tài)、尺寸和分布的規(guī)律,由此建立缺陷數(shù)據(jù)庫(如美國核電運(yùn)行研究所的數(shù)據(jù)庫)以及合適的分析模型(如加拿大的CANTIA),由此準(zhǔn)確評估渦流等檢查方法的在役檢查結(jié)果,保證狀態(tài)監(jiān)測和運(yùn)行評估的可靠性。