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1、试验研究 核电厂两根 “内含缺陷” 管的运行 跟踪检查及研究 杨宝初 (核动力运行研究所,武汉 430074) 摘 要 通过长期跟踪检查及相关理论的研究,纠正了役前检查时两根定为内部有缺陷管子 的错误结论,并作了较确切的定性。 主题词 传热管 涡流检验 信号分析 IN-SERVICEMONITORINGOF THE TUBES“W ITH INNER DEFECTS” IN NUCLEAR POW ER PLANT Yang Baochu (Research Institute of N uclear Power Operation) Abstract The conclusion made
2、in pre2service inspection that inner defects existed in the two tubes of nuclear power plant was corrected by in2service monitoring and research based on relative theory. A lso given was their exact character. Keywords Heat transm ission tubes Eddy current inspection Signal analysis 大亚湾核电厂于1991年对蒸汽发
3、生器传热管 用一般探头作100%的涡流检查,然后用磁饱和探 头对有磁导率变化(PV)信号的传热管作复查,以确 定是PV信号还是缺陷信号。复查结果发现(6, 53) 和(38, 19)两管的原有信号依然存在。 故按外聘专家 的意见将此两管分别判为37%和34%壁厚的内部 缺陷。鉴于此两管基本特征相同,故在此仅以 (6, 53) 管(图 1) 为例作重点论述。 图1 为确保核电运行安全,不断提高分析水平,按业 主要求,对该两管进行了 7a (年)的跟踪监督检查及 试验研究,以揭示缺陷的发展规律及事实真相。 1 跟踪检查及试验研究 从1991年的役前检查(PSI)到1998年的四次 在役检查(ISI
4、 ), 我们始终坚持对这两根内含缺陷管 作跟踪检查和大量的模拟试验及分析研究。 首先,我们对PSI时深度为壁厚37%的缺陷与 只有 3V 的幅值产生怀疑,并提出按标定管上的内 部缺陷修正标定曲线,其分析结果应为20%左右的 建议。另外对(6, 53)管M RPC的信号进行分析,由 此确定了该缺陷的形貌约为2. 3mm1. 2mm的椭 圆形(图 2) 。然后用在管内壁加工有 2. 5mm、 深度 38%及20%的平底孔作Bobbin探头的模拟试验研 究,其分析结果分别为36%及20%的壁厚,幅值分 别为6. 26V及 3V (图3),此幅值是(6, 53)管幅值的 两倍多。 根据涡流体积效应的幅
5、值理论,如果该管确 有内部缺陷,则对应 3V 幅值的缺陷深度应20% 壁厚,或者说对应 2. 5mm、 深度为壁厚37%的内部 缺陷,其幅值应为 6V 左右。 在先后四次ISI跟踪检查中发现两管内部缺陷 17 第22卷第2期 2 0 0 0年2月 无损检测 NDT Vol . 22 No. 2 Feb. 2 0 0 0 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载 图2 图3 图4 信号相位角及幅值一年比一年小。在1997年4月 的检查中,两管信号几乎消
6、失,幅值仅0. 57V(图 4) 。 从缺陷的应力腐蚀机理出发,作为已有37%壁 厚的内部缺陷管在高温、 高压及高流速的恶劣工况 下,原有缺陷必定造成应力集中而扩展,不可能维持 不变,更不可能减小或消失。 针对缺陷信号减小是由于缺陷被沉积物填充所 致的说法,我们可在沉积物检测研究项目的相应模 拟试验中找到答案。大亚湾核蒸汽发生器二次侧的 沉积物,主要是Fe3O4,并以粉末状沉积,其电导率 很低,故沉积物对缺陷信号的分析影响很小。 试验结 果表明,对缺陷分析的最大误差约减小5%。由此得 出沉积物不可能对原有缺陷造成如此大的影响。 通过分析,我们认为该两管很可能是管材加工 时,管内表面粘上导电微粒
7、并被辗薄所致。 这些导电 物在高温、 高压及高流速的工况下,经长期腐蚀冲刷 而逐渐消失。 为此,我们在管表面粘上不同尺寸的微 小导电薄片做模拟试验,结果表明,其中约0. 1mm 厚, 2mm1. 2mm面积的薄片的信号特征与(6, 53) 管PSI时的信号基本类似(图5),其幅值达25V ,显 得太大。分析这是由于加工条件限制而没有做得更 薄,与管表面粘合不理想而高出表面。若薄片更薄, 在管材轧制过程中与管材轧平,幅值就会更小。 图5 2 结论 上述分析研究及两管 7a 正常运行的现状,说明 这两管无内部缺陷,异常信号是管材轧制时内壁粘 有微薄导电物质所致。 参考文献 1 任吉林主编.电磁无损检测(第6章 ). 北京:国防工业出 版社, 1988. 收稿日期: 1999206216 27 杨宝初:核电厂两根 “内含缺陷” 管的运行跟踪检查及研究 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载