CN109360669A - 一种用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法 - Google Patents

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葛宁
林兴君
林立志
杨明山
张波
罗红喜
刘春生
包鑫
吴孟秋
王尚军
杨松
李韩
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

本发明涉及一种用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法，属于核电工程建造无损检测技术领域。本发明方法将凹槽标准试块和被检工件放置同一曝光场内进行曝光,使凹槽标准试块和焊缝的影像在同一张底片上显示，通过对试块凹槽影像和焊缝内凹影像的黑度值进行对比，因为试块凹槽的深度是已知的，若焊缝内凹影像黑度值大于凹槽影像黑度，表明焊缝内凹深度大于凹槽深度，反之则表明焊缝内凹深度小于或等于凹槽深度。本发明方法成功解决了高温气冷堆球流管道焊缝内凹深度限值的评定，而且操作简单、方便可行，保证了球流管道焊缝检测质量，并可推广应用到其它工程领域。

Description

一种用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法
技术领域
本发明涉及一种用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法，属于核电工程建造无损检测技术领域。
背景技术
高温气冷堆是具有第四代技术特征的先进核能反应堆，燃料装卸系统是其核心系统之一。燃料装卸系统管道中流动的是球形燃料元件，为保证燃料装卸系统安全可靠地运行，球流管道内壁必须保证平滑，尤其应严格控制管道焊缝内壁的凹凸。燃料装卸系统球流管道是由Φ77×6的奥氏体不锈钢管道焊接而成，为保证燃料球在管内顺畅流动并减少磨损，要求管道对接焊缝按ASME-Ⅲ-NB-5320验收，并特殊规定管道焊缝不允许有内凸、允许有内凹但内凹深度不能大于0.4mm。
现阶段还无通过焊缝射线检测底片的内凹影像黑度直接对其内凹深度进行准确定量的评定方法，从而无法对这种球流管焊缝质量是否满足设计要求做出评定。
为检测高温气冷堆燃料装卸系统球流管道焊缝内凹深度是否满足要求，需要研究一种用于燃料装卸系统球流管道焊缝内凹深度限值评定的无损检测方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法，以解决球流管道焊缝内凹深度无法通过射线检测底片影像直接进行定量评定这一技术难题，利用一种有特定深度值(限值深度)的通长凹槽标准试块)，利用射线检测技术通过对带有特定刻度值的标准试块和管道焊缝同时进行射线检测，通过对比底片上试块凹槽影像黑度和焊缝内凹影像黑度即可定量评定焊缝内凹深度是否超过限值，从而可准确判定球流管道内凹深度是否满足规定要求。
本发明提出的用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法，包括以下步骤：
(1)加工一个标准试块，在标准试块上加工出一条深度为d宽度为L的凹槽，凹槽标准试块的厚度h和待检球流管道壁厚T及焊缝外表面平均焊料高t的关系为：h＝2T+t；
(2)将标准试块和待测球流管道焊缝置于同一张胶片上，使标准试块的凹槽垂直于待检管道焊缝；
(3)在胶片上方设置一个射线源，在同一辐照场内对上述步骤(2)的标准试块和待检焊缝进行曝光，射线源与胶片之间的距离F为待检管道直径的8-10倍，在同一张底片上得到待测球流管道焊缝和标准试块凹槽的影像；
(4)采用透射式黑白密度计(下称密度计)分别对底片上的球流管道焊缝内凹影像和标准试块凹槽影像的黑度值进行测定，得到流管道焊缝内凹影像黑度值和标准试块凹槽影像黑度值，对影像黑度值的大小进行比较，若球流管道焊缝内凹影像黑度值小于或等于标准试块凹槽影像黑度值，则判定焊缝内凹深度小于或等于标准试块凹槽深度，进而则判定球流管道焊缝的内凹深度为合格；若球流管道焊缝内凹影像黑度值大于标准试块凹槽影像黑度值，则判定焊缝内凹深度大于标准试块凹槽深度，进而判定球流管道焊缝的内凹深度为不合格。
本发明提出的用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法，其特点和优点是：
本发明方法将凹槽标准试块和被检工件放置同一曝光场内进行曝光(在同一曝光场内射线源穿透焊缝和凹槽标准试块的能量是相同的，所以在同一张底片上相同厚度材料所得影像的黑度是相同的)，使凹槽标准试块和焊缝的影像在同一张底片上显示，通过对试块凹槽影像和焊缝内凹影像的黑度值进行对比，因为试块凹槽的深度是已知的，若焊缝内凹影像黑度值大于凹槽影像黑度，表明焊缝内凹深度大于凹槽深度，反之则表明焊缝内凹深度小于或等于凹槽深度。本发明方法成功解决了高温气冷堆球流管道焊缝内凹深度限值的评定，而且操作简单、方便可行，保证了球流管道焊缝检测质量，并可推广应用到其它工程领域。
附图说明
图1为本发明方法涉及的凹槽标准试块设计示意图。
图2为凹槽标准试块与球流管焊缝射线拍片位置示意图。
图3为射线透照凹槽标准试块和焊缝的底片影像示意图。
图1-图3中，1是凹槽标准试块，其中L是标准试块的凹槽宽度，d是标准试块的凹槽深度，h是标准试块的厚度，2是射线源，3是焊缝剖面图，其中T是被照工件的母材厚度，t是焊缝外表面平均焊料高，4是胶片,F是射线源到胶片的距离，5是凹槽标准试块和焊缝的透照底片，6是焊缝内凹影像，7是标准试块的凹槽影像。
具体实施方式
本发明提出的用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法，包括以下步骤：
(1)加工一个标准试块1，其结构如图1所示，在标准试块上加工出一条深度为d、宽度为L的凹槽，凹槽标准试块的厚度h和待检球流管道壁厚T及焊缝外表面平均焊料高t的关系为：h＝2T+t；
(2)将标准试块和待检球流管道焊缝置于同一张胶片4上，使标准试块的凹槽垂直于待检管道焊缝，如图2所示；
(3)在胶片4的上方设置一个射线源2，在同一辐照场内对上述步骤(2)的标准试块和待检焊缝进行曝光，射线源与胶片之间的距离F为待检管道直径的8-10倍，在同一张底片5上得到待测球流管道焊缝的影像6和标准试块凹槽的影像7；
(4)采用密度计分别对底片上的球流管道焊缝内凹影像和标准试块凹槽影像的黑度值进行测定，得到球流管道焊缝内凹影像黑度值和标准试块凹槽影像黑度值，对影像黑度值的大小进行比较，若球流管道焊缝内凹影像黑度值小于或等于标准试块凹槽影像黑度值，则判定焊缝内凹深度小于或等于标准试块凹槽深度，进而则判定球流管道焊缝的内凹深度为合格；若球流管道焊缝内凹影像黑度值大于标准试块凹槽影像黑度值，则判定焊缝内凹深度大于标准试块凹槽深度，进而判定球流管道焊缝的内凹深度为不合格。
以下结合附图介绍本发明的原理和使用方法。
1、凹槽标准试块的设计
如图1所示，凹槽标准试块厚度是根据管道壁厚、焊缝外表面平均焊料高和透照方式确定的(采用双壁椭圆透照)，椭圆透照射线穿透焊缝的厚度是两个管壁加一个焊缝外表面平均焊料高；凹槽标准试块的长、宽尺寸可根据使用胶片尺寸确定；凹槽标准试块凹槽深度为d(以设计要求内凹深度≤d为凹槽深度)，凹槽标准试块槽宽为L(焊缝坡口根部组对的尺寸确定,这样L与焊缝内凹影像宽度接近，易于直观对比)。凹槽标准试块详见图1。
2、管道焊缝内凹深度限值评定：
如图2所示，对管道环焊缝进行射线拍片，检查焊缝质量，步骤如下：
1)根据管道壁厚T和焊缝外表面平均焊料高t，应选用两倍管壁加平均焊料高(2T+t)厚度的标准试块，标准试块上凹槽深度d根据设计要求允许的焊缝内凹深度值确定，标准试块上凹槽宽度L根据焊缝坡口根部组对的尺寸确定。
2)将标准试块的凹槽垂直于管道焊缝放置其边缘，对管道焊缝和标准试块在同一辐照场内的同一张底片上进行曝光，射线源到胶片的距离F取管直径的8-10倍，焊缝成像采用椭圆透照方式，标准试块与管道焊缝射线拍片相对位置见图2。
3)拍摄的胶片经暗室处理后得到底片的焊缝和标准试块凹槽影像见图3。
4)焊缝底片内凹影像的评定：采用密度计对底片上焊缝内凹影像(见图3的6)和标准试块凹槽影像(见图3的7)的黑度值进行测定，比较出它们影像黑度值的大小，评定结果会有两种情况：(1)若焊缝内凹黑度值小于或等于标准试块凹槽黑度值，可判断焊缝内凹深度小于或等于标准试块凹槽深度，则焊缝的内凹深度评定为合格；(2)若焊缝内凹黑度值大于标准试块凹槽黑度值，可判断焊缝内凹深度大于标准试块凹槽深度，则焊缝的内凹深度评定为不合格，需对焊缝内凹进行返修后重新拍片评定。
本发明成功解决了高温气冷堆球流管道焊缝射线检测底片焊缝内凹深度限值的评定，操作简单，准确度高，检测成本低，提高了球流管道焊缝检测质量，并可推广应用到其它工程领域。

Claims (1)

1.一种用于高温气冷堆球流管道的焊缝内凹深度评定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)加工一个标准试块，在标准试块上加工出一条深度为d、宽度为L的凹槽，凹槽标准试块的厚度h和待检球流管道壁厚T及焊缝外表面平均焊料高t的关系为：h＝2T+t；
(2)将标准试块和待测球流管道焊缝置于同一张胶片上，使标准试块的凹槽垂直于待检管道焊缝；
(3)在胶片上方设置一个射线源，在同一辐照场内对上述步骤(2)的标准试块和待检焊缝进行曝光，射线源与胶片之间的距离F为待检管道直径的8-10倍，在同一张底片上得到待测球流管道焊缝和标准试块凹槽的影像；
(4)采用密度计分别对底片上的球流管道焊缝内凹影像和标准试块凹槽影像的黑度值进行测定，得到流管道焊缝内凹影像黑度值和标准试块凹槽影像黑度值，对影像黑度值的大小进行比较，若球流管道焊缝内凹影像黑度值小于或等于标准试块凹槽影像黑度值，则判定焊缝内凹深度小于或等于标准试块凹槽深度，进而则判定球流管道焊缝的内凹深度为合格；若球流管道焊缝内凹影像黑度值大于标准试块凹槽影像黑度值，则判定焊缝内凹深度大于标准试块凹槽深度，进而判定球流管道焊缝的内凹深度为不合格。
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