核电站不锈钢薄板焊缝x射线底异常影像分析与处理

核电站不锈钢薄板焊缝x射线底异常影像分析与处理

0设计文件内容上，“根据”三在核电站建设期间，不锈钢板主要用于德国核电站的不锈钢水池。根据压水堆核岛机械设备设计和建造规则（简称“RCC-M”）中设备的分级，核电站不锈钢水池属于核安全2级设备，核电站不锈钢水池1个机组覆面板安装的焊缝总长约为1500m，焊接工作量大，焊缝等级为核一级，按设计文件的要求需进行100%射线检验，焊接质量要求非常严格。不锈钢水池是核电站整个运行期间核燃料及废料运输、储存的容器，电站运行期间，部分水池充满含硼化水，作为核燃料、废料放射性物质的屏障1基本技术条件1.1料不锈钢水池核电站不锈钢薄板常用的不锈钢水池覆面主要位于：堆腔不锈钢水池和乏燃料不锈钢水池，如图1，图2所示。核电站水池覆面板材质为Z2CN18.10超低碳奥氏体不锈钢材料（相当于304L），不锈钢水池覆面板主要为厚3,4mm和6mm的钢板，该母材力学性能和化学成分见表1。1.2焊接材料根据母材的力学性能，选择相应强度级别的焊接材料，主要保证焊缝金属的强度、塑性和韧性等力学性能与母材的匹配，以保证结构使用性能的要求1.3不锈钢水池焊接针对核电站乏燃料水池不锈钢薄板的特征，在不锈钢水池焊接时选用氩弧焊进行焊接，为了减小温度梯度及焊接内应力，应在保证质量的前提下减小热输入2焊缝x射线检验(1）核电站水池壁板焊接完成后经X射线检验，部分焊缝的X射线检验底片在焊缝中心存在黑白条纹状显示，如图4所示。(2）在其他不锈钢薄板焊接部位发现射线检验底片存在大面积斑点及条状显示，如图5所示。3原因分析3.1异常影像的消除(1）对X射线检验底片异常影像对应的焊缝部位进行局部挖凿后，由技能水平高的焊工采用原焊接工艺进行返修处理后，再进行X射线检验，发现局部返修后异常影像仍然存在，仅影像分布存在变化。(2）对同样情况的其他焊缝也进行了相应的局部返修，返修后有部分位置未见异常影像，也有部分异常影像未消除。(3）按照上述焊接工艺制作模拟件，模拟件长度为500mm，制作环境与现场相同，对模拟件进行X射线检验后底片显示距0位180～280mm处有异常影像，对异常影像对应的焊缝位置切开后进行金相检验，未见异常组织。综合上述情况，不锈钢薄板X射线检测后异常影像的出现并非焊接原因产生，因射线检测工序引入的可能性较大。3.2．衍射条纹或较明显的条纹在奥氏体不锈钢焊缝射线照相底片上出现的特异影像，疑似缺陷影像形貌较复杂，大致有线状、羽毛状和斑点状3种(1）线状影像一般为黑色线状影像，与未焊透、未熔合、纵向裂纹、条渣等缺陷影像类似。有时在“黑线”一侧还会出现亮度较高的“白线”，甚至出现“明暗相间”的条纹，如图6所示。(2）羽毛状影像影像从焊缝中心附近向两侧母材区呈羽毛状分开，形状很像从母材区向焊缝中心凝固的柱状晶组织的宏观金相图。羽毛状排列方向随焊接条件而变化，如图7所示。(3）斑点影像多呈气孔或气孔群的小斑点状，均布于整个焊缝区，大小较为一致。多与线状或羽毛状影像混杂一起出现。衍射斑纹与缺陷影像不同，改变透照条件时，衍射斑纹分布及强度有较大改变。因此在透照工艺范围内调整透照条件时，有可能消除异常影像通过以上分析，认为核电站不锈钢薄板射线底片上出现的疑似缺陷影像是X射线衍射现象造成的，且异常影像随透照条件而变化。理由如下：(1)X射线对焊缝入射角有不同变化时，缺陷影像的发生部位和显示形貌也会有相应的变化。(2）产生疑似缺陷影像的X射线相对于入射线方向，会偏转一定角度。4处理措施4.1去除辐射斑点改变射线检验方法，使用放射源Ir192替代X射线机对底片异常影像的焊缝部位进行射线检验4.2不锈钢焊缝射线底片上的残余缺陷影像如在工程实践过程中，不能使用射线源替代X射线机时，应对X射线机透照的底片的衍射斑纹进行分析。日本标准JISZ3106《Methodsofradiographicexaminationforweldedjointsinstainlesssteel》中指出：“不锈钢焊缝因金属组织关系而出现在射线底片上的线状、羽毛状或斑点状疑似缺陷影像，一般对强度的降低几乎无影响。该标准不包括对此类疑似缺陷影像的评定。但必须注意，此类疑似缺陷影像不得与未焊透、气孔等真缺陷相混淆所以，在X射线机透照的射线底片评定时，如底片显示有衍射斑纹，应严格区分衍射斑纹与焊接缺陷影响，在确定不影响焊接缺陷评定定级时，可判定为合格。5透照次数nd(1）核电站不锈钢薄板焊缝X射线检验底片易出现衍射斑纹；采用放射源（