摘要：核電站無(wú)論是"M310"第二代到"華龍一號(hào)"第三代核電技術(shù)，都設(shè)計(jì)有不銹鋼水池，比如乏燃料水池，而華龍一號(hào)因設(shè)計(jì)了非能動(dòng)的概念，不銹鋼水池的數(shù)量顯著增加，比如內(nèi)置換料水池和非能動(dòng)導(dǎo)出水池等。不銹鋼水池覆面采用X射線檢測(cè)，拍片工作量巨大，本文就檢測(cè)過(guò)程中對(duì)射線機(jī)要求、膠片布置、前后散射線控制、像質(zhì)指數(shù)、衍射現(xiàn)象等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化探討。

　　關(guān)鍵詞：不銹鋼覆面;散射灰霧度;背散射;像質(zhì)指數(shù);衍射現(xiàn)象

　　1不銹鋼水池結(jié)構(gòu)射線檢測(cè)特點(diǎn)

　　不銹鋼水池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：水池的高度最低2.846m，最高21.97m，為密閉式結(jié)構(gòu)，覆面施工時(shí)設(shè)置有預(yù)留插片口。水池采用的焊縫形式是一致的，池底覆面板的厚度為6mm、池壁覆面板厚度為4mm、專用型鋼與覆面板接觸的內(nèi)扣厚度為6mm，專用型鋼內(nèi)外扣間距為18mm，覆面材質(zhì)為00Cr19Ni10，坡口形式為V型，坡口角度為25°，無(wú)鈍邊，組對(duì)間隙手工氬弧焊為4±1，熱絲TIG自動(dòng)焊為6±1。

　　2X射線機(jī)要求

　　采用裝有鉛光闌、鉛屏蔽罩的X射線機(jī)，可有效地遮擋非射線檢測(cè)區(qū)的射線。根據(jù)不同厚度允許的X射線最高管電壓要求，透照壁厚為10mm(4+6)、12mm(6+6)，焊縫最高電壓應(yīng)該低于200kV，所以在選擇射線機(jī)類型時(shí)盡量選擇能量小的射線機(jī)，一是滿足透照要求，二是能量小的射線機(jī)機(jī)身輕，便于現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)。比如射線機(jī)XXG2005或XXG2505射線機(jī)焦點(diǎn)尺寸為2mm×2mm，電流固定為5mA，最大管電壓為250kV，輻射角度為40°，設(shè)備使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行前散射范圍的測(cè)試。

　　3X射線檢測(cè)透照工藝

　　3.1膠片布置方式

　　為了方便簡(jiǎn)單地布置膠片，將暗袋用透明膠帶粘在1mm的不銹鋼帶上通過(guò)預(yù)留插片口插入到焊縫的背面，透照可以一次性布置奇數(shù)片號(hào)或偶數(shù)片號(hào)，X射線機(jī)垂直透照。不銹鋼鋼帶起到一個(gè)膠片載體的作用，同時(shí)充當(dāng)防護(hù)鉛板，此種透照方式能夠一次性布置多張底片，單條焊縫只需要布置2次，比原來(lái)每次透照都需要布置一次底片，明顯提高了檢測(cè)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，但是需要控制前散射以免影響相鄰膠片。

　　3.2前散射線控制

　　正常透照膠片3時(shí)，相鄰膠片1和5相隔一張膠片的距離(300mm)，到達(dá)膠片的前散射線需要透過(guò)鋼覆面厚度+專用型鋼厚度+暗袋內(nèi)前鉛增感屏厚度。前散射控制實(shí)驗(yàn)：在膠片位置2和膠片位置4布置膠片，X射線機(jī)透照膠片3，測(cè)試電壓為允許最大電壓值為200kV，測(cè)試搭接區(qū)域焊縫黑度為2.8～3.2左右(保證膠片中間黑度在4.0以內(nèi))，由于射線輻照區(qū)兩邊存有一定能量的差異，所以測(cè)試數(shù)據(jù)是一個(gè)范圍值。根據(jù)表1數(shù)據(jù)顯示，焦距選擇700mm時(shí)，灰霧度小于0.3區(qū)的范圍為30mm～40mm，冗余值少不合適。所以焦距控制在560mm～610mm之間，滿足上述膠片布置方式射線透照。

　　3.3一次透照長(zhǎng)度

　　一次透照長(zhǎng)度要滿足技術(shù)等級(jí)要求K=1.03，同時(shí)根據(jù)前散射線的影響，焦距控制在560mm～610mm，計(jì)算一次透照長(zhǎng)度為280mm～300mm，一般取280mm。

　　3.4幾何不清晰度

　　技術(shù)規(guī)定幾何不清晰度Ug不大于0.3mm。專用型鋼內(nèi)外扣的間隙大約在18mm，按膠片離開(kāi)焊縫時(shí)的最大距離為18mm，焦距選最小要求560mm來(lái)計(jì)算幾何不清晰度：板厚為10mm、12mm，Ug分別為0.105mm、0.113mm，均小于0.3mm。

　　3.5背散射控制和靈敏度試驗(yàn)(像質(zhì)指數(shù)測(cè)試)背散射防護(hù)，應(yīng)采用遮擋板，為了便于操作，遮擋板由兩層兩種材質(zhì)組成：鉛護(hù)板(放后增感屏后面一起裝在暗袋內(nèi))+不銹鋼鋼帶構(gòu)成。X射線檢測(cè)要求膠片類型為C4及以上，由于在照相過(guò)程中膠片不能緊貼焊縫以及背散射等原因，為了保證靈敏度符合規(guī)范要求，在不銹鋼水池覆面照相中采用C3類MX125型膠片，像質(zhì)計(jì)放置在源側(cè)，使用線型像質(zhì)計(jì)，像質(zhì)計(jì)放在每張膠片的1/4處，將其橫跨在焊縫上，像質(zhì)計(jì)緊貼焊縫表面，保證在底片的母材均勻黑度區(qū)域至少可見(jiàn)有10mm的鋼絲。

　　試驗(yàn)中：T=10mm，膠片為MX125型膠片，膠片布置在遠(yuǎn)離焊縫的專用型鋼外扣側(cè)。實(shí)驗(yàn)1：增感屏+防護(hù)鉛板方式。像質(zhì)指數(shù)：(1)前后增感屏0.05mm+0.5mm防護(hù)鉛板+1mm不銹鋼鋼帶，滿足背散射要求，靈敏度最高。(2)前后增感屏0.1mm+0.5mm防護(hù)鉛板+1mm不銹鋼鋼帶，滿足靈敏度和背散射要求。實(shí)驗(yàn)2：選用厚后增感屏。像質(zhì)指數(shù)：前增感屏0.05mm+后增感屏0.5mm+1mm不銹鋼鋼帶，滿足靈敏度和背散射要求。另外，板厚T=6+6=12mm，像質(zhì)指數(shù)要求為13，實(shí)驗(yàn)1測(cè)試結(jié)果同板厚T=4+6=10mm測(cè)試結(jié)果。

　　實(shí)驗(yàn)2：前增感屏0.05mm+后增感屏0.5mm+1mm不銹鋼鋼帶和前增感屏0.1mm+后增感屏0.5mm+1mm不銹鋼鋼帶，均滿足靈敏度和背散射要求。因防護(hù)鉛板需要放置在暗袋內(nèi)，所以0.5mm防護(hù)鉛板尺寸需要定做，也可以用0.5mm的增感屏代替，但是有增感的那面必須背對(duì)膠片方向。由于不銹鋼水池覆面射線檢測(cè)照相過(guò)程中需要穿插膠片，膠片本身很容易臟，在拆封膠片時(shí)容易引起增感屏污染，需要定期清理增感屏，避免造成偽影像和白點(diǎn)。成堆的裝有膠片的暗袋不能直接摞在一起。

　　3.6暗室處理暗室處理顯、定影液采用與膠片型號(hào)匹配的藥液。

　　顯影的時(shí)間一般控制在4min～6min，溫度控制在20℃±2℃。定影的時(shí)間一般控制在10min～15min，溫度控制在20℃±2℃。為了保證顯影效果，隨著顯影液的不斷消耗，可以補(bǔ)充顯影液，每次添加顯影液不得超過(guò)顯影槽中液體總體積的2%或3%，當(dāng)加入的補(bǔ)充液達(dá)到原顯影液體積2倍時(shí)，藥液必須更換。

　　4常見(jiàn)缺陷評(píng)定

　　4.1夾鎢

　　由于鎢的密度比不銹鋼大，射線難于穿透鎢金屬，因而在底片上表現(xiàn)為白的亮度特征，與其他缺陷的影像顏色相反，如果能測(cè)黑度的話，夾鎢處黑度極小，大多數(shù)單個(gè)出現(xiàn)，形狀有條狀、圓狀、三角形等，常出現(xiàn)在手工氬弧焊中，結(jié)構(gòu)中拐角處易見(jiàn)。

　　4.2夾渣

　　不銹鋼焊縫也存在夾渣(雜)，多層焊時(shí)，每層焊道間的氧化物未清除干凈，焊絲或母材上占有雜質(zhì)物，周邊清潔度不能滿足要求，經(jīng)常有雜物落入焊道內(nèi)，缺陷有呈方塊或長(zhǎng)方塊，也經(jīng)常存在近似圓形的影像，輪廓不太清晰，不像氣孔邊緣圓滑，一般帶有棱角。手工氬弧焊和熱絲TIG自動(dòng)焊中都存在由于焊接環(huán)境影響，底板焊縫缺陷居多，橫縫在坡口上緣位置會(huì)存在斷續(xù)的點(diǎn)狀影像，主要是專用型鋼背面灰塵掉落清理不干凈而焊接的緣故引起的。

　　4.3氣孔

　　氣孔有單個(gè)的，密集的，呈黑點(diǎn)或者黑色圓形、橢圓形，輪廓比較圓滑、清晰，其黑度中心較大，至邊緣稍減小。

　　4.4未熔合

　　焊縫的坡口形式是沒(méi)有鈍邊的，專用型鋼充當(dāng)墊板，手工氬弧焊的間距為3mm～5mm，自動(dòng)化間距為5mm～7mm。未熔合由焊接工藝不恰當(dāng)、焊接電流偏小、電弧過(guò)長(zhǎng)、焊接線能量不足、焊接行走速度過(guò)大等原因造成。此類未熔合出現(xiàn)在焊縫的中間，有長(zhǎng)條的、有局部的、面積型，有一定的寬度，影像比較淡，自動(dòng)焊居多，一般情況下通條焊縫都會(huì)存在同樣的問(wèn)題。

　　4.5坡口未熔合

　　因電弧偏在坡口一邊，焊接速度過(guò)快造成，坡口未熔合影像一般分布在焊縫邊緣，影像比焊縫中間未熔合要窄，沿著坡口方向呈直線黑線，有一定的長(zhǎng)度。

　　4.6不銹鋼衍射現(xiàn)象

　　不銹鋼水池焊縫衍射影像主要以線型為主，一般情況有存在焊縫中間單根黑線、對(duì)稱的雙黑影像、偶爾也存在3根黑線情況，此類影像一般連續(xù)，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，影像的寬度在0.5mm～1mm左右，影像邊界模糊、不清晰，可以參照參考底片確認(rèn)衍射現(xiàn)象的寬度、位置、類型。同時(shí)可以改變照相的方法：使用最高電壓(照相時(shí)電壓控制在180kV～200kV);將膠片放置在最遠(yuǎn)離焊縫側(cè);在X射線機(jī)頭放置不大于0.3mm的鉛濾光板進(jìn)行檢測(cè)。使用參考底片比對(duì)和改變照相的方法都無(wú)法判別是否為衍射現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)按缺陷評(píng)定。

　　5結(jié)論

　　(1)采用裝有鉛光闌、鉛屏蔽罩的X射線機(jī)，焦距控制在560mm～610mm，一次透照長(zhǎng)度為280mm，采用奇數(shù)和偶數(shù)布片方式照相，符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)射線檢測(cè)工藝要求，檢測(cè)效率明顯提高。(2)不銹鋼覆面射線檢測(cè)背散射防護(hù)時(shí)采用遮擋板由兩層材質(zhì)組成：鉛護(hù)板(放后增感屏后面一起裝在暗袋內(nèi))+不銹鋼鋼帶構(gòu)成。

　　(3)前后增感屏0.05mm+0.5mm防護(hù)鉛板+1mm不銹鋼鋼帶，滿足背散射要求，靈敏度最高。(4)不銹鋼焊縫也存在夾渣(雜)，主要由于多層焊時(shí)，每層焊道間的氧化物未清除干凈，焊絲或母材上占有雜質(zhì)物，周邊清潔度不能滿足要求，經(jīng)常有雜物落入焊道內(nèi)造成的。(5)X射線衍射影像可以通過(guò)對(duì)比參考底片和改變照相的方法進(jìn)行辨別。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　核技術(shù)論文范文：核電站三維設(shè)計(jì)的發(fā)展和應(yīng)用

　　【內(nèi)容摘要】由于受到多種條件的制約，核電行業(yè)三維技術(shù)的發(fā)展之前一直處于慢車道。隨著通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)計(jì)在核電行業(yè)得到了長(zhǎng)足的應(yīng)用和發(fā)展。本文著重闡述了核電站三維設(shè)計(jì)的應(yīng)用，并展望了未來(lái)數(shù)字電站和智能電站的發(fā)展方向。