中国核工第五建设有限公司 上海市 20151
摘要：基于渗透检测不受被检工件化学成分的限制，可检测磁性材料，也可以检测非磁性材料，且可直观的呈现出工件的缺陷类型，可以浅要的明确是何种性质的缺陷，所以对于核电安装过程中对不锈钢结构模块的表面检测，透检测是必不可少的方法之一。但渗透检测受诸多因素的影响，无论是操作人员是否按正常的工艺流程执行，还是周围的环境都会影响渗透检测的灵敏度以及可靠性。本文基于核电站不锈钢乏燃料水池模块在潮湿的环境下分析其对渗透检测灵敏度的影响。
关键词：潮湿环境；渗透检测；不锈钢结构模块；灵敏度；可靠性
前言
结构模块是核电厂模块中一种重要和必不可少的模块型式，AP1000钢模板模块常用于直接构成水池，如换料水池、乏燃料池等不锈钢覆面水池。乏燃料水池是反应堆重要的辅助性设备之一，从反应堆内卸出的乏燃料都需在该水池内进行中间冷却，待其放射性及衰变热达到一定标准后再进行转厂和后处理。所以乏燃料水池的渗透检测工艺控制及检测结果的正确性对焊缝的整体质量尤为重要。
渗透检测定义及原理
渗透检测是基于液体的毛细作用和固体染料在一定条件下的发光现象。
渗透检测的工作原理：工件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细作用下，经过一定时间，渗透剂可以渗入表面开口缺陷中；去除工件表面多余的渗透剂，经干燥后，再在工件表面施加显像剂；同样在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透剂，即渗透剂回渗到显像剂中；在一定的光源下，缺陷处的渗透剂痕迹被显示，从而探测出缺陷的相貌及分布状态。
渗透检测操作的基本步骤见图2.1
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图2.1 渗透检测操作的基本步骤
被检对象
结构模块示意图
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典型衬板模块图
被检对象
结构模块示意图
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典型衬板模块图
渗透检测方法及材料
方法选择
结合现场环境和检测灵敏度的要求，以及不锈钢对微量元素的控制方面考虑，检测方法可选择溶剂去除型渗透检测法。
渗透材料
渗透材料指检测过程中所使用到的所有渗透剂、溶剂或清洗剂、显像剂。不允许将不同种类或不同制造厂生产的渗透材料相互混用。 对于奥氏体不锈钢渗透材料中的有害元素氟和氯总含量不应超过1%的重量百分数。每批渗透材料应有有害元素的分析报告，分析报告中应包括渗透材料生产厂、产品型号及批号、分析方法及结果。
渗透检测工艺
不锈钢结构模块检测工艺主要按照下述7个基本步骤进行操作：
表面准备和预清洗。
此过程要防止由于清理和清洗方法的不当，造成缺陷的堵塞。
施加渗透剂。
渗透剂的施加应保证被检部位完全被渗透剂覆盖，并整个渗透时间内保持润湿状态。
多余渗透剂的去除。
溶剂去除型渗透剂用清洗剂去除，除特别难清洗的地方，一般应先用干燥洁净不脱毛的布依次擦拭，直至大部分多余渗透剂去除后，再用蘸有清洗剂的干净不脱毛布进行擦拭，直至将被检表面上多余的渗透剂全部擦净。但应注意，不得往复擦拭，不得用清洗剂直接冲洗被检表面。
干燥。
干燥的目的是除去被检工件表面的水分，使渗透剂充分地渗入缺陷或回渗到显像剂上，溶剂去除渗透检测方法不必要进行专门的干燥处理，可在室温下自然干燥。
施加显像剂。
喷涂前应摇动喷灌中的弹子，使显像剂重新悬浮，固体粉末重新呈细微颗粒均匀分散状。喷嘴至被检面距离为300～400mm，喷涂方向与被检面夹角为30°～40°，显像剂喷涂应薄而均匀。
观察及评定。
观察显示应在显像剂施加完干燥后进行观察，显像时间一般为显像剂施加后10～60min。
后处理。
后处理目的是为保证渗透检测后，去除任何会影响后续处理的残余物，使其不对被检工件产生损害或危害。
检测难点及分析
检测难点
在回南天季节我们进行现场检测时，会发现灵敏度试块裂纹显示暗淡模糊，甚至出现漏检。严重影响渗透检测灵敏度以及检测的可靠性。如图6.1潮湿环境和正常情况下灵敏度试块对比。
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图6.1 潮湿环境与正常情况下灵敏度试块对比
潮湿对渗透检测的影响
潮湿对渗透检测的影响主要有如下几点：
妨碍渗透剂对受检工件的润湿，妨碍渗透剂渗入缺陷，甚至完全堵塞缺陷。
妨碍显像剂对缺陷中的渗透剂的吸附，影响缺陷痕迹显示的效果。
与渗透剂混合，稀释渗透剂，甚至发生作用，降低渗透剂的灵敏度及其性能。
解决措施
方法一：通过提高现场检测工艺参数，延长渗透检测时间，图7.1为渗透时间20min后灵敏度试块的显示。
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图7.1 增加渗透检测时间灵敏度试块的显示
方法二：在不改变现场渗透检测工艺参数的情况下。现场使用电弧灯，同时加强现场通风设施来降低环境湿度。图7.2为增加现场设施不改变工艺参数灵敏度试块的显示。
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图7.2 增强现场通风干燥设施灵敏度试块的显示
结论
液体渗透检测结果的准确性和可靠性主要取决于检测灵敏度，而影响灵敏度的因素有很多，比如检测人员的技能水平以及是否严格执行检测工艺要求，还有渗透材料的性能、工件表面的粗糙度和表面清洁情况、温湿度以及缺陷的本身的开口大小等。然而在对工件表面温湿度控制上我们容易忽略环境中的湿度对渗透检测灵敏度的影响。
日常开展检测活动时，我们要确保被检对象的干燥，不能因工件在潮湿环境下而给检测灵敏度带来不利影响。通过方法一和方法二的比较都可获得合适的灵敏度，但从经济和安全角度考虑，建议现场检测过程中可增加渗透检测时间来获得合适的灵敏度保证现场检测的可靠性。
参考文献：
[1] 第三代核电技术AP1000
[2] 渗透检测
[3] ASME锅炉及压力容器规范-无损检测