核电站在运行期间，其承压机械部件会受到辐照、温度、应力等多种因素的作用，导致部件材料性能恶化，各种形式的裂纹萌发并扩展，从而对部件的正常运行以及核安全产生重大影响。因此，在核电站服役期间应定期对相关部件进行在役检查。在这些在役检查中，无损检测技术(No n-destructive testing,NDT)在不破坏核部件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对核部件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查或测试[1]，为保证核电站的安全经济运行[2]、降低机组运行期间的故障率提供技术保障。 目前，我国现有核电站多数为压水堆核电站，其在役检查常用的无损检测方法主要包括目视检测(Visual Testing,VT)、渗透检测(Penetrant Testing,PT)、超声检测(Ultrasonic Testing,UT)、射线检测(Radiographic Testing,RT)、涡流检测(Eddy current Testing,ET)和磁粉检测(Magnetic particle Testing,MT)等。其中，渗透检测和磁粉检测属于表面检测方法，射线检测、超声检测和涡流检测属于体积检测方法。
地锚机1 目视检测
目视检测是一种检测表面缺陷和异常的无损检测方法。当被检部位可接近时，利用人眼就可实现对被检对象的检测；当被检部位不可接近或部件的辐射水平较高时，则需借助光学仪器或辅助设备来实现检测。由此，目视检测方法也相应地分为直
接目视检测和间接目视检测两种。
作为核电站应用最为广泛的无损检测方
法之一，目视检测主要用来发现被检部件可
见的表面异常、运行或重复水压试验期间的
泄露、变形或其它明显缺陷及外来异物[3]。对
于核电站常规岛在役检查，主要涉及汽轮机
和发电机部件的目视检测、压力管道外部目
视检测、压力容器目视检测和辅助蒸汽锅炉
内外部目视检测等；对于核岛在役检查，主要
涉及主回路系统、蒸汽发生器入口和出口水
室内部不锈钢堆焊层、稳压器内部堆焊层、蒸
汽发生器二次侧管板以及反应堆压力容器相
关部位的目视检测等。
2 渗透检测和磁粉检测
渗透检测和磁粉检测是两种最常用的
表面检测方法。
渗透检测是根据毛细管原理，检测非
多孔性金属材料或非金属材料制承压设备
在制造、安装及使用中产生的表面开口缺
陷的无损检测方法[4]。根据所使用的渗透剂
种类、渗透剂去除方式、显像剂种类等的不
同，渗透检测分为不同类型[5]。
对于核电站在役检查，一般使用溶剂去
除型着渗透检测方法对焊缝或金属部件
(如有泄露痕迹的阀体)表面进行检测。其中,
对焊缝的检测范围[3]通常有如下几点规定。
(1)被检区域应包括焊缝熔敷金属或焊
补熔敷部位，以及两侧各距焊缝边缘至少
15mm范围的热影响区(结构可能时)。
(2)密封焊缝，上述距离可减小到5mm。
(3)支撑与容器或管道的连接焊缝，被
检区域应包括熔敷金属和焊缝两侧10m m
区域的可达部分。
通过对已经磁化了的工件表面施加磁
粉，磁漏部位漏磁吸附磁粉并在该处形成
磁痕显示的无损检测方法称为为磁粉检测
法[6]。它适用于铁磁性材料制承压设备的原
材料、零部件和焊接接头表面、近表面缺陷
实名认证系统的检测，不适用于奥氏体不锈钢和其他非
铁磁性材料的检测[4]。磁粉检测分为非荧光
磁粉检测和荧光磁粉检测两种。
由于核电厂大量采用铁磁性材料(碳钢
材料)，再加上磁粉检测法能够检测出表面/
近表面、开口/非开口缺陷，且其检测灵敏度
要高于渗透检测，因此，此种方法可作为渗
透检测法的优化而广泛应用于核电站铁磁三元催化清洗剂配方
性焊缝或其它铁磁性工件的表面检测。
3 超声检测
超声检测是利用超声波在被检工件或
材料中传播过程中若遇到缺陷时产生超声
波反射、折射和波型的转换而发现缺陷的
一种检测方法[7]。它具有检测对象范围广、
检测深度大、缺陷定位准、检测灵敏度高、
成本低、使用方便、速度快、对人体无害等
优点，适用于金属材料制承压设备用原材
料、零部件和焊接接头的检测，也适用于金
属材料制在用承压设备的检测[4]。
在核电站在役检
查
工作中，超声检测
主要用于满足一定直径和厚度要求的铁素
体钢全熔化焊缝的体积检查以及工件厚度
测量。另外，在用设备在运行过程中，可能
会产生运行裂纹或发生缺陷扩展，而超声
检测对平面型缺陷(如裂纹)具有很高的检
出率，因此，超声检测也广泛应用于汽轮机
动叶片和叶根、螺栓、发电机转子护环、汽
轮机轴瓦复合层、主泵飞轮等的在役检查。
压水堆核电站在役检查常用无损检测方法简介①
彭志珍 李玉龙 尹芹手结构图
(苏州热工研究院有限公司 江苏苏州 215004)
摘 要：简要介绍了压水堆核电站在役检查常用无损检测方法的定义、适用范围、类型等，并列举了每种检测方法在核电站在役检查中的一些应用。
关键词：压水堆核电站 在役检查 无损检测方法
中图分类号:TL4文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)03(b)-0124-02 INTRODUCTION TO NON-DESTRUCTIVE TESTING METHODS COMMONLY USED FOR PWR NUCLEAR POWER PLANT IN-SERVICE INSPECTION
Peng Zhizhen, Li Yulong, Yin Qin
(Suzhou Nuclear Power Research Institute, Suzhou 215004, China)
Abstract:This paper briefly introduce the definition, scope, type, etc. of non-destructive testing methods commonly used for PWR nuclear power plant in-service inspection, and list some applications of each non-destructive testing method.
Key Words:PWR nuclear power plant; In-Service inspection; Non-destructive testing method
①作者简介：彭志珍(1985,10-)，男，汉族，湖南娄底人，工学硕士，助理工程师，主要研究方向为压水堆核电站无损检测技术及其应用。
图1对接焊缝P T检测图2对接焊缝M T检测(下转126页)
. All Rights Reserved.
的，在进度控制上将会造成前期力保内部结构与穹顶吊装，后期抢辅助厂房的房间移交的情况。
本方案在我国已有成功应用经验。我国已经建成的田湾核电站与正在建造的台山核电站均采用此方式。田湾核电站1号机组安全壳施工进度示意图见图1。本方案的显著优点是处于关键路径上的安全壳的施工进度能够保证，而辅助厂房后期施工进度压力较大。施工时内安全壳先上，外安全壳与内安全壳保持一定的高差，内安全壳筒体到顶后进行穹顶吊装与焊接、穹顶混凝土浇注，穹顶施工完两个月后混凝土达到预应力张拉强度要求进行内安全壳的预应力张拉工作，预应力张拉完成后进行外安全壳穹顶混凝土的浇注。 2.3外壳在前，内壳在后
为了避免上述问题，法国在P4系列第一台机组“帕吕埃尔”核电厂的安全壳施工上采用外壳先起，内壳后起。与安全壳相邻的厂房的施工进度不会受到安全壳的制约，施工难度较大的内安全壳及内部结构不会对周边厂房的施工造成明显的影响。
目前，在芬兰及法国建造的EPR均采用此种施工方式。与“帕吕埃尔”核电厂不同的是当前建造的双层安全壳核电厂的内安全壳都带有钢衬里。由于外安全壳相对于内安全壳结构较简单，施工效率较高。外安全壳可以在相对较短的时间内，达到一个较高的标高，使得周边辅助厂房的施工不再受外安全壳的制约。
本方案可以利用成熟的DOKA模板；内外壳互相影响的可能性小；内外壳浇筑混凝土可以交叉进行；塔吊能够适应。存在的问题是对同时贯穿内外壳的贯穿件就位存在困难，施工时工作面不如内外壳同时施工方面，施工内壳钢衬里及内部结构时可视角度差，易发生事故。我国台山核电站曾
计划采用本方案，见图2。
台山核电站之所以计划采用此种施工
方案，一方面借鉴参考电站的经验，最重要
的原因应该是为周边厂房的施工赢得相对
较长的工期。台山核电站的建造准备阶段
相关单位曾对内外壳的施工优先顺序进行
过研究。根据研究结果，同样的主工期条件
下，外壳先上对周边辅助厂房的完工日期
有约1.5个月的贡献。实际建造过程中台山
核电还是采用了田湾核电站安全壳的建造
方案，这估计与我国核电建设单位的经验
有一定的关系。由于穹顶和预应力系统设3d视频制作
计的差别，台山核电站的预应力张拉工作
较田湾核电站相对提前。
3 对提高双层安全壳核电厂施工效率，减
少工期的建议
3.1采用筏基混凝土整体浇注技术
该技术在我国二代改进型核电厂中已
经大量采用，其筏基整浇混凝土量约4000
方。台山1、2号机组，混凝土量约9100方，连
续浇筑约68h，筏基整浇技术相对于分层浇
注显示出较大的优势。除了能保证筏基的
浇注质量外，本项技术的应用将有效缩短
土建主工期约1.5个月。
3.2钢衬里采用模块化施工技术
包括筒体钢衬里模块化施工与穹顶整
体吊装技术。筒体钢衬里模块化施工技术
首先在台山1、2号机组上得到应用。中核华
兴建设公司已经将此项技术应用到阳江3
号机组的建设上，本项技术的应用将有效
缩短土建主工期约1.5个月。结合上述筏基
整浇技术，二代改进型核电厂的土建主工
期可以优化至19个月。
3.3穹顶整体吊装技术
由于起吊设备的限制，我国建设较早
的秦山核电站和大亚湾核电站的穹顶均未
采用整体吊装。穹顶分割越多，高空拼装焊
接时间越长，对关键路径影响更大。要避免
高空焊接，只有在地面进行拼装，然后再整
体吊装。1998年11月10日，秦山二期核电站
1号机组实现我国首例穹顶整体吊装。自此
之后，我国建造的所有二代改进型核电站
均采用整体吊装方式。田湾核电站一期工
程将穹顶分割分成球带和球冠两部分进行
吊装，在二期工程若能实现整体吊装，将有
效缩短土建主工期约2个月。
3.4在内外壳的施工进度安排上，结合国内
外核电建设的经验，在不降低内安全壳施
工进度的前提下，优先采用外壳先上，以保
证周边辅助厂房的施工工期
3.5设计方案决定施工方案
在核电厂的设计阶段，需将施工方案
与工期优化一并予以考虑。施工图的出图
方式和出图进度应该与施工方案相匹配,
这样才能取得比较明显的效果。
4 结语
本文主要分析了双层混凝土安全壳的
内外壳施工进度安排的几种方案，结合田
湾核电站和台山核电站以及国际上的相关
经验，对比分析了三种施工方案的优缺点,
并对优化我国自主设计的装备双层安全壳
的三代核电厂的土建施工以及有效缩短土
建工期提出了若干建议。
参考文献
[1]濮继龙.压水堆核电厂安全与事故对策
[M].原子能出版社.
[2]江苏田湾核电站一号核岛建筑工程施
工经验汇编.
[3]岭澳核电工程实践与创新，施工管理卷
[M].原子能出版社.
4 射线检测
射线检测一般是利用X射线、γ射线或者中子射线作为射线源[8]，对试件进行透照，检查其内部缺陷或根据衍射特性对其晶体结构进行分析的技术。对于铸件，可显现出缺陷的大小、形状、数量、平面位置及其分布范围等[9]。射线检测适用于承压设备受压元件在制造、安装、在用过程中对接焊接接头的检测[4]。
在焊接过程中，可能在焊缝中产生气孔、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷，而射线检测对这些体积型缺
陷的检出率很高。因此，核电站在换料停堆大修期间，在设备改造、管线更换等过程中形成的对接环焊缝都是通过射线检测法来实施检测的。
5 涡流检测
利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来进行无损评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为涡流检测。此方法适用于承压设备用导电性金属材料和焊接接头表面及近表面的缺陷检测[4]。
按试件的形状和检测目的的不同，可采用不同形式的线圈，通常有穿过式、探头式和插入式线圈3种。在核电站，通常采用插入式线圈对管子作内壁检测，以分析管
子可能出现的内伤、外伤、凹陷或不通管等
缺陷，例如对凝汽器焊接钛管、设备冷却水
系统热交换器传热管、蒸汽发生器传热管、
堆芯测量系统指套管、反应堆压力容器顶
盖螺栓螺母等的涡流检测。
6 结语
每一种无损检测方法都有其适用范围
和局限性。对于同一部件的缺陷，不同检测
方法的灵敏度和可靠性不尽相同。没有哪
一种无损检测方法是万能的，往往要根据
所检对象的材料、形状、表面状况以及可能
的缺陷类型、位置，并综合考虑现场环境条
件等来选择适当的检测方法或综合采用多
种检测方法，以保证在役检查过程中及时
发现设备或焊缝缺陷，消除事故隐患，确保
无损检测的质量，保障核电站机组的正常
运行及核安全。
参考文献
[1]张俊哲.无损检测技术及其应用[M].北
京：科学出版社,2010.
[2]Miller C.Non-destructive Evaluation:
A Review of NDE Performance Dem-
onstrations- NDE Round Robin Report
[R].California:EPRI,2008,6:10～1.
[3]RSE-M Code,Surveillance and ISI rules
for mechanical components of PWR
nuclear islands,2005[S].
[4]JB/T 4730-2005，承压设备无损检测[S].
太阳能整体浴室[5]胡学知.渗透检测[M].北京：中国劳动
社会保障出版社,2007.
[6]宋志哲，等.磁粉检测[M].北京：中国劳
动社会保障出版社,2007.
[7]郑晖，林树青.超声波检测[M].北京：中
国劳动社会保障出版社,2008.
[8]Akita koichi,Sakata Hajime, Kashiwaya
Kenji.Fratigue crack growth behaviour
and X-Ray fractograpy on high man-
ganese austentic cast steel.Journal of
the Society of Materials Science[J].
Journal of the Society of Material
Science Japan,2008(7):722～728.
[9]Favata F,Neiner C,Testa P,et al.Test-
ing magnetically confined wind shock
models for βCephei using XMM-New-
ton and Chandra phase-resolved X-
ray observations[J].Astronomy and
Astrophysics,2009(2):210～213.
(上接124页)
. All Rights Reserved.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议