中国核工业第五建设有限公司 上海 201512
摘要：根据生产实际需求，设计了一种用于乏燃料水池钢覆面焊缝射线检测的工装，以实现在背面不可达的情况下，通过工装完成贴片，并稳固位置。试验证明，该工装简单易得，定位准确，能满足射线检测的基本需求。
关键词：乏燃料水池；钢覆面；射线检测；脱卸合页
前言
乏燃料水池是储存乏燃料、破损燃料以及对燃料进行检查、修复、运输等水下操作的场地，它一般设置在附属厂房内，设有1-2个水池，其尺寸为8m×8m×12m，容积约700㎡，且随着机组运行周期的增加，乏燃料水池会达到存放上限。乏燃料水池是目前核电站内容积和工程量最大的不锈钢水池，池外壁为混凝土浇筑墙面，内壁为不锈钢衬里，如图1所示。以台山1号机组为例，乏燃料水池钢覆面安装面积达826㎡、预埋贯穿件126件、设备板125块、检漏槽555个、衬里板346块，焊缝总长度达1218米。
1 乏燃料水池钢覆面焊缝简介
乏燃料水池钢覆面焊缝（以下简称钢覆面焊缝）为V型坡口，全氩弧带垫板对接焊缝，材质为奥氏体不锈钢或双相不锈钢，垫板为宽118mm，深20mm，厚6 mm的专用“U”型钢，型钢两侧为槽钢，用来支撑钢覆面，基本结构如下图所示。
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“U”型钢形成了宽118mm，深20mm的探伤通道，在通道上根据实际情况每隔一定距离均开有120×120 mm的探伤孔。在每两个探伤孔间的焊缝长度为0.2m~7.5m不等。由于乏燃料水池中为反应后的乏燃料，具有很强的放射性，长期运行会使钢覆面焊缝产生各种腐蚀导致材料失效。因此钢覆面焊缝的质量要求非常高，所有焊缝均进行100%的液体渗透检测和100%的射线检测（可达部分），且采用核Ⅰ级标准验收。
2 钢覆面焊缝射线检测
2.1 射线检测特点
由于焊缝背面带有垫板，垫板后为槽钢，空间约为20mm，背面人员不可达。因此，目前钢覆面焊缝的射线检测主要通过槽钢一端的预留孔进行底片布置，另一侧放置射线机进行拍片。所以在衬里板安装范围内均需预留拍片孔引入槽，待上一张衬里板焊缝射线检测完成且合格后，才能进行下一张衬里板的安装。因此，射线检测进度及焊缝合格情况很大程度上制约着衬里板的安装进度。根据钢覆面焊缝的现场安装情况。我们无法按照常规方式对焊缝实现射线检验，尤其是在如何布片上，必须制作一种适当的工装将底片送入探伤通道，达到布片目的，这是对水池焊缝实施射线检验的关键。
2.2 检验条件分析
由于探伤通道呈扁平的狭长状，这就要求工装必须是板条状物体。而通道上有些探伤孔的位置处于两面墙的拐角附近或靠近池底，并且探伤孔间的焊缝长度又不相同，这就决定了工装的材料必须具有较强的柔韧性，从而排除了选用金属或木材作为工装材料的可能性。只有塑性材料才具有较强的柔韧性，经过实验，最后选用PVC塑料板作为工装的最合适材料。为了使工装能够适合不同长度的焊缝，并且能使其携带底片进入探伤通道时紧贴焊缝，我们经过多次实验和计算，确定了单片工装的最终长度为2000mm，厚度为5mm。
2.3 射线检测工装研制
将2000×2000×5 mm规格的PVC塑料板截成2000×110×5 mm的塑料板条，并在其两端的中心位置装上脱卸合页，这样就可根据不同的焊缝长度连接单片塑料板条形成不同长度的探伤工装，如下图所示。
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2.4 制作保护片
根椐拟用于实施射线检验的暗盒的大小，将厚度不超过0.3mm的具有一定韧性的光滑薄塑料片，（也可用废底片充当）裁成与暗盒大小相等，这样的保护片既可使暗盒免受探伤孔开口锋利边缘的伤害，又可减少工装进入探伤通道时的摩擦力。为了提高工作效率，减小劳动量我们对水池的底板进行射线检验时，制作了一台承载射线机头的可推动小车，此小车由30×30 mm的角钢构成规格为750×750×1000 mm的方形框架，框架装在有两个定向橡胶轮和两个万向橡胶轮，以使小车在平面上可随意转动，而且，橡胶轮与覆面板接触可避免将覆面磨损。这样，将机头置于小车上，不但节省了人力，而且还固定了透照参数，大大提高了检验的效率和准确性，如下图所示。
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3 工装使用方法与步骤
为了提高工作效率，我们采用“一次步片多次透照法” 或称“奇偶透照法”，现假定以底片有效长度为“250mm”为例进行说明：
1）将待透焊缝从起始位置（上探伤孔位置）按“250mm”长的有效长度分成若干份，并划好界线。2）将空工装从焊缝起始处的探伤孔塞入焊缝下的焊缝通道内，一直塞到使工装头部露出焊缝终端的另一个探伤孔或一直塞到底（指终端无探伤孔时）为止，然后在工装到达焊缝起始位置处划一横线，以作为标记。3）抽出工装，从所作标记开始按“250mm”长将工装分成同样的若干份，这样就可使底片位置与焊缝上所分位置能够准确的内外一一对应。4）先在工装上所分等分奇数或偶数位置上一次性布好底片。贴片时，应在每张底片与工装间贴好一块与底片同样大小并具有一定厚度的背屏，然后还要在底片暗盒上贴好保护片。5）贴好底片后，将带有底片的工装从探伤孔慢慢塞入探伤通道内，一直塞至先前所作标记与焊缝起始端重合为止。6）最后，再对拟透照位置贴好其它标记进行垂直透照前，还应用与该底片大小相同的一定厚度的铅板对于其相邻的两侧底片位置进行屏蔽，以避免相邻底片感光。如奇数位置依次透照完毕后，可取出工装，卸下底片，依此法透照偶数位置。
4 结论
应用证明，采用该工装能大大提高检测速度，同时能保证底片不掉入垫板底部。
参考文献：
[1] 马新朝，邢洋等.秦山核电二期扩建工程3KX乏燃料水池不锈钢覆面安装焊缝焊接缺陷的产生和防止[J].2010中国核电产业科技创新于发展论坛论文集，2010，11：340
[2] 许颖杰，陈云清.核电站不锈钢覆面焊缝射线检测分析[J].现代企业文化，2018，3：255