192Ir放射源在核电厂在役检查中的应用

1、192Ir放射源在核电厂在役检查中的应用李海涛薛翔丁光振【摘要】依据法国压水堆核电厂设计建造标准RCCM和在役检查标准RSEM，昌江I期核电厂1号机组完成第一次全面在役检查。从检测部件规格、焊缝的位置、放射源位置确实定、几何不清晰度的计算和透照方式等方面介绍了192Ir放射源射线检测在本次一回路系统和部件在役检查中的应用，为以后核电厂在役检查工作提供参考。【关键词】192Ir；射线检测；核电厂；在役检查中图分类号：TM623文献标识码：A文章编号：2095-2457202108-0148-002TheApplicationof192IrRayRadiationSourceinNuclearPo

2、werPlantIn-serviceInspectionLIHai-taoXUEXiangDINGGuang-zhenHainanNuclearPowerCorporation，Changjiang572700，China【Abstract】AccordingtoFrenchPWRnuclearpowerplantdesignandconstructionspecificationRCCMandin-serviceinspectionspecificationRSEM，No.1ChangjiangnuclearpowerplantIunithascompletedthefirstcompreh

3、ensivein-serviceinspection.Theapplicationof192Irrayradiationsourcebeingdescribedintheloopdetectionsystemsandcomponentsinserviceinspectionfromthedetectioncomponentspecifications，weldlocation，radiationsourcelocationandgeometricunsharpnesscalculationandarrangement，whichprovidesreferenceforin-serviceins

4、pectionofnuclearpowerplantwork.【Keywords】192Ir；-Raydetection；Nuclearpowerplant；In-serviceinspection0引言根据国家核平安法规HAF0302?核电厂在役检查?的要求，在核电厂运行寿期内，须利用无损检测技术有方案地、系统地对一些机械承压系统和部件进行检查，跟踪已存在的缺陷，检测新产生的缺陷，并对其分析与评价，以保证到下一次检查前该缺陷不会使系统和部件的功能失效并一回路压力边界的完整性，保证核电厂平安经济运行，防止放射性物质泄露。此过程进行的这些检验称为“在役检查。对核电厂而言，最大的损失莫过于生产方案

5、外的被迫停机，在役检查是核电厂平安重要物项监督的重要组成局部，它包括射线检测、超声检测、目视检测、磁粉检测、涡流检测等。射线检测是利用射线可穿透物质并因吸收和散射使其强度衰减的规律来发现缺陷的一种检测方法。射线检测是常用的体积缺陷检测方法，特别是对于应用奥氏体不锈钢材料等而超声波检查技术的灵敏度和信噪比难以到达程序要求的场合，在电站中应用比较广泛。下文介绍了以192Ir作放射源的射线检测技术在核电厂在役检查中几种常见的应用。1192Ir放射源的介绍192Ir是人工放射性同位素，半衰期为74.2天【2】。GB/T4730.2-2004规定A级和AB级射线检测技术的192Ir放射源的透照厚度范围是

6、20mm-100mm之间，B级射线检测技术的192Ir放射源的透照厚度范围是20mm-90mm之间。核电厂铱源检测一般采用AB级检测技术。2192Ir源在核电厂在役检查中的应用放射源铱-192在核电厂第一次全面在役检查的应用主要为：反应堆压力容器进/出口接管焊缝、反应堆压力容器安注接管焊缝、蒸汽发生器一次侧进/出口平安端与主管道连接焊缝、稳压器波动管接管與平安端焊缝、稳压器平安端与上封头接管管座之间的焊缝、反应堆冷却剂系统辅助管道使用因子比较高的焊缝、化学容积控制系统接管热套管焊缝。2.1192Ir源在反应堆压力容器焊缝检测中的应用反应堆压力容器焊缝检测在水位在14.7米期间进行。2.1.1检

7、测部件焊缝位置、材料及管道规格反应堆压力容器利用192Ir源做射线检测的焊缝共有12条，分别是：反应堆压力容器进、出水接管与平安端焊缝各2条，标识是A1/A2/A3/A4，材料是16MND5/Z2CND18-12N，进水接管规格，内径×壁厚mm698.5×90，出水接管规格，内径×壁厚mm736.6×92，反应堆压力容器进、出水平安端与进水主管道连接焊缝各2条，标识是B1/B2/B3/B4，材料是Z2CND18-12N/Z3CN20-09M，进水接管规格，内径×壁厚mm698.5×77，出水接管规格，内径×壁厚mm736.6

8、×81；反应堆压力容器安注接管与平安端焊缝2条，标识是C1/C2，材料是16MND5/Z2CND18-12N，规格，内径×壁厚mm222.2×25.4，反应堆压力容器安注接管平安端与安注管道连接焊缝2条，标识是D1/D2，材料是Z2CND18-12N/Z3CN20-09M，规格，内径×壁厚mm222.2×25.4。2.1.2透照方式和放射源规格反应堆压力容器12条焊缝均采用环缝内透方法，其中进、出水接管与平安端焊缝与进、出水平安端与进水主管道连接焊缝所用的192Ir源的焦点尺寸是3×3mm，安注接管平安端与安注管道连接焊缝所用的192

9、Ir源的焦点尺寸是2×2mm。2.1.3焦距的计算和放射源位置确定几何不清晰度是指由于X射线管焦点或射线源有一定尺寸，在透照工件时，使工件外表轮廓或工件中的缺陷在底片上的影像边缘所产生的一定宽度的半影，常用Ug表示，Ug数值计算公式如下。其中，df指放射源的高度尺寸，b指缺陷至胶片的距离，F指放射源至胶片的距离。依据RCC-M标准，UgUgmax，当缺陷在靠近放射源侧的工件外表时取得。所以，透照焦距F=df×bUg+b，FFmin，存在最小值，当Ug=Ugmax时取得。根据标准要求，进、出水接管与平安端焊缝与进、出水平安端与进水主管道连接焊缝的几何不清晰度不超过0.8mm，

10、安注接管平安端与安注管道连接焊缝的几何不清晰度不超过0.6mm，根据透照焦距的推导公式，计算可知，进、出水接管与平安端焊缝与进、出水平安端与进水主管道连接焊缝最小透照焦距分别为427.50mm、437.00mm、365.75mm、384.75mm；安注接管平安端与安注管道连接焊缝最小透照焦距均为110.07mm。焊缝采用周向曝光方法，放射源位置如下图所示。2.2192Ir源在蒸汽发生器焊缝检测中的应用蒸汽发生器的焊缝射线检测在水位标高8.55米低低水位期间进行。低低水位即水位的标高8.55m，一回路反应堆冷却剂系统和余热排出系统的水全部排空，这时可进行低低水位阀门的检修和余热排出系统的检修。2

11、.2.1检测部件材料、规格与焊缝位置每台蒸汽发生器利用192Ir源做射线检测的焊缝共有2条，分别是：蒸汽发生器一次侧进、出水接管平安端与主管道连接焊缝，标识是E1/E2。材料是Z2CND18-12N/Z3CN20-09M不锈钢，规格，外径×壁厚mm979×97.5。2.2.2透照方式和放射源规格每台蒸汽发生器2条焊缝均采用环缝内透方法，其中蒸汽发生器一次侧进、出水接管平安端与主管道连接焊缝所用的192Ir源的焦点尺寸是3×2mm。2.2.3焦距的计算和放射源位置确定根据标准要求，蒸汽发生器一次侧进、出水接管平安端与主管道连接焊缝的几何不清晰度不超过0.80mm，根

12、据透照焦距的推导公式，计算可知，蒸汽发生器一次侧进、出水接管平安端与主管道连接焊缝最小透照焦距为341.25mm。2.3192Ir源在稳压器焊缝检测中的应用稳压器的焊缝射线检测在水位标高8.55米低低水位期间进行。2.3.1检测部件材料、规格与焊缝位置稳压器利用192Ir源做射线检测的焊缝共有6条，分别是：喷雾接管嘴平安端与喷雾接管管座之间的焊缝1条，标识是F1，材料是16MND5/Z2CND18-12N钢材，规格，外径×接管壁厚+套管壁厚mm152×24+4；阀门接管嘴平安端与上封头阀门接管管座之间的焊缝4条，标识是F2-F5，材料是16MND5/Z2CND18-12N钢

13、材，规格，外径×壁厚mm190×30；波动管接管嘴平安端与波动管接管嘴管座之间的焊缝1条，标识是F6，材料是16MND5/Z2CND18-12N钢材，规格，外径×接管壁厚+套管壁厚mm381×38+4。2.3.2透照方式和放射源规格稳压器6条焊缝均采用双壁单影偏离焊缝中心透照方法，其中喷雾接管嘴平安端与喷雾接管管座之间的1条焊缝和阀门接管嘴平安端与上封头阀门接管管座之间的4条焊缝共5条所用的192Ir源的焦点尺寸是2×2mm，波动管接管嘴平安端与波动管接管嘴管座之间的1条焊缝所用的192Ir源的焦点尺寸是3×3mm。2.3.3焦距的计

14、算和放射源位置确定根据标准要求，喷雾接管嘴平安端与喷雾接管管座之间的1条焊缝、阀门接管嘴平安端与上封头阀门接管管座之间的4条焊缝和波动管接管嘴平安端与波动管接管嘴管座之间的1条焊缝的几何不清晰度不超过0.30mm，根据透照焦距的推导公式，计算可知，喷雾接管嘴平安端与喷雾接管管座之间的焊缝最小透照焦距为184mm、阀门接管嘴平安端与上封头阀门接管管座之间的焊缝最小透照焦距为230mm、波动管接管嘴平安端与波动管接管嘴管座之间的焊缝最小透照焦距为418mm。2.4192Ir源在反应堆冷却剂系统辅助管道焊缝检测中的应用反应堆冷却剂系统辅助管道的焊缝射线检测在水位标高8.55米低低水位期间进行。101

15、大修抽取5条管道焊缝进行射线检验。2.4.1检测部件材料、规格与焊缝位置利用192Ir源做抽检的射线检测的焊缝共有5条，分别为：材料均為Z2CND18-12钢材，规格，外径×壁厚mm273×25.4，2条；外径×壁厚mm89×11.13，1条；外径×壁厚mm168.3×18.26，2条。2.4.2透照方式和放射源规格5条焊缝均采用双壁透照方法，共5条所用的192Ir源的焦点尺寸是2×2mm，透照方式如下图所示。2.4.3焦距的计算和放射源位置确定根据标准要求，4条核辅助系统管道焊缝的几何不清晰度不超过0.30mm，根据透照焦距的推导公式，计算可知，外径×壁厚mm273×25.4管道的焊缝最小透照焦距为196mm，外径×壁厚mm89×11.13管道的焊缝最小透照焦距为86mm，外径×壁厚mm168.3×18.26管道的焊缝最小透照焦距为141mm。3总结本文以反应堆压力容器、蒸