AP1000蒸汽发生器与主泵泵壳焊接接头无损检测问题分析

针对AP1000蒸汽发生器(SG)与主泵泵壳连接焊缝在工厂进行超声波检测(UT)时发现超标缺陷显示的问题,通过比较不同版本的UT规程的检测方法和验收标准,详细分析ASME第Ⅲ卷和第Ⅺ卷的检测灵敏度的差异,分析表明:混用ASME第Ⅺ卷役前检查的UT方法和ASME第Ⅲ卷制造阶段的验收标准是导致缺陷显示超标的直接原因。同时,通过增设UT试块的标定孔来设置检测灵敏度,并采用几个不同角度的UT探头进行复查,发现原先的操作人员误判了UT显示的缺陷性质,最终证明该焊缝满足ASME第Ⅲ卷的验收标准要求。     

蒸汽发生器接管安全端焊缝超声检验

蒸汽发生器安全端焊缝为异种金属连接的窄焊缝结构形式,填充材料为镍基合金152/182(690材料),内部组织的各向异性严重,采用超声波检测时可能导致出现假信号,缺陷的定位误差增大等问题。采用不同聚焦深度和角度的接触式聚焦双晶探头进行分层检验,可以获得比较好的测量结果。现场实际检查中,所用方法不仅能发现内部存在的缺陷,还能在外表面检测到内表面的线性显示,验证超声检验方法在蒸汽发生器接管安全端异种金属焊缝检测中的可行性。     

反应堆压力容器接管与筒体焊缝超声轮廓二维成像算法研究

核电厂复杂几何形状焊缝的超声信号位置直观显示对缺陷判断具有重要参考价值。核电厂反应堆压力容器（RPV）接管内表面通常带有一定的倾斜角度,采用传统的矩形B扫描成像算法,接管与筒体焊缝超声B/C扫描成像显示存在显示不直观、缺陷定位不准确的突出问题。本文提出了直线与直线、圆弧与椭圆弧通过圆弧相切连接的算法,利用绘制直线、弧的库函数实现轮廓的绘制并将超声信号显示在轮廓之中,形成了带轮廓的B扫描图像。通过计算在轮廓中穿过闸门线的A扫描信号的阈值,形成马鞍面形状的C扫描图像。核电厂RPV接管与筒体焊缝现场超声扫查数据验证了该算法的有效性和实用性。      

EPR项目蒸汽发生器下封头与管板环焊缝超声检验技术改进

欧洲先进压水堆（EPR）项目蒸汽发生器下封头和管板环焊缝是一回路的重要边界,焊缝厚度大且焊缝的一侧为球面,制定超声检验工艺时要充分考虑探头声束衰减、探头角度变化等影响,以满足相关检验标准的要求。对RCC-M和EN 1713等标准深入研究后,通过对探头能量和角度变化的分析与模拟演算,可得出:该焊缝超声检验增加60°探头,不仅满足标准要求,而且从检验工艺上大大降低了危险性缺陷漏检的风险。      

核电蒸汽发生器接管嘴外表面裂纹应力强度因子计算

核电蒸汽发生器（SG）接管嘴处由于其结构的特殊性,易在制造及服役过程中产生缺陷。为评价该处缺陷的安全性,需要工程可用的应力强度因子解。本文以核电SG接管嘴外表面裂纹为研究对象,采用有限元方法（FEM）及RSE-M规范计算获得了不同方向及尺寸裂纹在内压、弯矩和温度载荷下的等效应力强度因子值,并分析了不同载荷作用下等效应力强度因子在裂纹前沿的分布规律。将计算结果与RSE-M规范的直管应力强度因子解进行比较,发现RSE-M规范的直管应力强度因子计算方法可保守地应用于SG接管嘴处裂纹,并且随着裂纹深度的增加保守度增大。为实现SG接管嘴处缺陷安全的准确评价,基于有限元计算和RSE-M影响系数法给出了适用于SG接管嘴外表面裂纹的应力强度因子计算方法,该方法可以为SG的设计与维护提供指导。      

压力容器CRDM及BMI贯穿件J型焊缝超声波检验技术

1000 MW级反应堆压力容器(RPV)控制棒驱动机构套管以及下底圆中子通量仪表检测管贯穿件(BMI)J型坡口焊缝,由于其结构的特殊性,常规手工超声波检验方法不能对管子与焊缝熔合界面进行检验。通过研究提出了A+B+C扫描自动超声波检测系统的技术指标并对相关要求进行了规定。通过该系统在J型焊缝检验中的实际运用,解决了J型焊缝中对缺陷的定性、定量、定位及伪缺陷识别问题。     

异种金属焊缝超声爬波检测技术

为了有效解决核电厂异种金属焊缝表面、近表面缺陷的检测问题,开发了一种新型的超声爬波检测技术,并对其性能进行了试验验证.结果表明,采用超声爬波技术能有效检测出异种金属焊缝表面、近表面存在的类似液体渗透检测所发现的线性缺陷,能有效确定缺陷深度、长度和高度.超声爬波检测技术的有效覆盖深度达到0～9 mm,能有效检测出焊缝中存在的当量面积大于3 mm2以上的平面性缺陷,实现了对自身高度大于2 mm的平面性缺陷高度尺寸的精确测量.     

快堆P91钢主蒸汽管道焊缝超声相控阵检测工艺研究

快堆的主蒸汽管道使用P91钢材料,与压水堆主蒸汽管道的材料不同。通过对P91钢的声学特点、主蒸汽管道及焊缝的结构、可能存在的焊缝缺陷类型和分布位置进行分析,使用超声相控阵仿真软件进行声线覆盖仿真模拟,设计了P91钢主蒸汽管道焊缝超声相控阵检测的工艺流程。设计并制作了模拟试块对超声相控阵检测工艺参数进行验证,验证结果表明,设计的超声相控阵检测工艺流程对不同类型、尺寸、方向和位置的缺陷有较高的检出率,可以满足现场实际需求。     

蒸汽发生器双边对称焊缝缺陷定位研究

针对蒸汽发生器的联箱盖与管板焊缝的射线检查中缺陷定位困难的问题,提出了垂直加倾斜透视成像的射线检测工艺对缺陷进行定位,并通过工艺试验,确认了研究方案的正确性,为确保产品质量的可靠性和有效地提高生产效率提供了技术保障。     

液压下压力管线活动缺陷声发射信号研究

在液压试验装置上,对含预制裂纹的压力管开展了缺陷扩展声发射信号试验研究.全程不间断监测压力管道疲劳裂纹扩展的声发射信号,并对采集到的信号进行分析处理.结果表明:管道缺陷声发射信号的幅度和能量随加载时间逐步增大,可以用于鉴别管道是否存在活动缺陷;在缺陷贯穿前,声发射信号的幅度、能量和计数急剧增加,可以预报管道缺陷的贯穿泄漏.     

EPR核电厂CRDM耐压壳焊缝缺陷信号分析

核电厂控制棒驱动机构（CRDM）长期处于高温、高压和高辐射环境中,其耐压壳异种金属焊缝容易出现裂纹等缺陷,是大修期间在役检查的关注重点。针对该焊缝役前超声检查中发现的疑似缺陷显示,通过补充目视、射线、超声相控阵和破坏性试验,验证了此类显示信号为不完全再结晶的奥氏体硬化晶粒造成的冶金显示,不影响耐压壳焊缝的质量,并总结了核电厂核岛设备超声疑似缺陷信号分析验证的方法。      

蒸汽发生器声发射监测可行性研究

针对新型蒸汽发生器(SG)使用的钛合金材料,提出在制造时利用声发射技术对其材料性能进行监测,并通过试验对SG声发射监测的可行性进行研究。利用声发射对标准拉伸试样的拉伸试验全过程进行监测,分析获取的数据,得到钛合金材料的声发射特征以及声发射监测的灵敏度。进一步对SG拉伸试样的拉伸试验声发射监测结果,验证标准拉伸试样的分析结果,确认对该种新型SG进行声发射监测是可行的。     

反应堆压力容器入口接管焊缝超声不可达区域非线性研究

压水反应堆压力容器入口(Inlet)接管与筒体对接焊缝具有复杂的几何体特征,且焊缝超声检查区域在多种在役检查规范中定义不一致,这些因素导致其不可达区域呈非线性变化。为研究该区域的特殊变化规律,建立了Inlet接管与筒体焊缝参数模型,分析坡面特征导致的不可达区域仿真方法和分类判别法则。基于该法则,结合美国机械工程师学会(ASME)规范与核电厂相关参数,运用三维仿真软件采集接管组件不可达区域体积离散数据集,求取出左、右不可达区体积占比-超声折射角关系图,并介绍占比指标在相控阵和常规超声工艺的应用和优化方法。本研究以减少不可达区域并提高缺陷发现概率为目的,特别适用于相控阵和常规超声工艺在此类焊缝的不可达性和分布规律的数理研究。     

AP1000主泵泵壳与蒸汽发生器装焊变形控制工艺研究

三代核电机组AP1000主冷却剂泵(RCP)泵壳与蒸汽发生器(SG)焊接接头为重要承压边界焊缝之一;焊后泵壳管嘴位置公差直接影响主泵内部构件和现场主管道装配。本文结合国内首台设备制造实例,针对此焊缝焊接变形大,易出现不符合项情况,提出一些防止焊接变形过大而导致泵壳位置超差的控制措施,如装配对中、坡口设计、焊接过程控制等。检测数据表明:按本文给出的工艺组焊的4个泵壳,其排出管嘴角度、主法兰面与SG基准A的俯仰角、轴向收缩控制均满足设计要求。     

CPR1000蒸汽发生器排污结构设计优化

对中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)蒸汽发生器(SG)排污结构进行优化。通过取消排污管及阻挡块,改为在管板上直接开排污孔,提高管廊区域的可达性,便于管板二次侧上表面的检查和泥渣冲洗。应用SG热工水力分析专用软件GENEPI,对比分析优化前后的热工水力特性。结果表明:与原设计方案相比,优化后SG热工水力性能满足设计要求,虽然管板二次侧上表面流场分布发生变化,导致发生泥渣沉积的传热管数量增加,但结构优化后有利于泥渣冲洗,提高冲洗效果。分析结果从理论上证明了优化的可行性。     

核反应堆主管道负压腔根阀焊缝缺陷分析及处理

核电厂一回路主管道冷却剂流量负压腔根阀通过接管座以焊接的方式与主管道相连接。本文以秦山核电厂30万千瓦机组流量负压腔根阀前焊缝缺陷处理为例,对焊缝裂纹缺陷产生的初步原因以及在线套管密封焊接修复方案的提出、论证、实施的技术难点进行全面阐述。通过对裂纹焊缝形貌、金相组织的观察进一步分析确认焊缝裂纹产生的根本原因,据此采用技术变更手段从根本上解决了结构不足对设备运行造成的影响,避免焊缝裂纹缺陷的产生,保证了机组的安全稳定运行。     

Zr-4合金定位格架电子束焊接工艺研究

介绍了应用真空电子束焊接方法对Zr-4合金定位格架进行的焊接工艺研究。通过焊接工艺试验,焊缝组织的金相检验,X射线探伤对焊缝缺陷的检验,选出了满足设计要求的焊接工艺。结果表明Zr-4合金定位格架应用真空电子束焊接是可行的。     

Zr-4合金定位格架电子束焊接工艺研究

介绍了应用真空电子束焊接方法对Zr-4合金定位格架进行的焊接工艺研究。通过焊接工艺试验,焊缝组织的金相检验,X射线探伤对焊缝缺陷的检验,选出了满足设计要求的焊接工艺。结果表明Zr-4合金定位格架应用真空电子束焊接是可行的。     

核电厂疏水管道焊缝开裂根本原因分析和治理建议

针对核电厂倒置桶式疏水器下游管道对接焊缝频繁开裂问题,通过温度测量、应变测量及仿真计算手段分析评估某核电厂主蒸汽系统(VVP系统)疏水管道的热交变应力。结果表明,疏水过程中管道内外壁之间产生较大温差,并引起较大的热交变应力。对接焊缝内表面的热交变应力超过疲劳极限值,存在热疲劳开裂风险。间歇疏水引起的管道焊缝内表面产生超标的热交变应力是导致焊缝频繁开裂的根本原因,将间歇疏水改为持续疏水有利于解决疏水器管道焊缝开裂的问题。     

核电厂主螺栓超声检测与信号分析

依据RSE-M标准需要定期对核电厂反应堆压力容器（RPV）主螺栓进行超声检测,为了保证主螺栓螺纹区及光杆区不同深度刻槽的超声检测灵敏度,本文对检测工艺进行声场仿真计算,分析与判断数据采集中的相关信号与非相关信号,并重点分析裂纹信号的特征,验证了超声工艺的可靠性。结合现场实施案例,通过45°横波端角反射率高的特性,综合其他检测方法如涡流和渗透检测对缺陷性质进行判定,可有效确定异常信号。