核电站压力容器用大型锻件超声波检测标准对比.pdf

《大型铸锻件
No 4
HEAVY CASTING AND FORGING
July 2012
核电站压力容器用大型锻件
超声波检測标准对比
吴远建
(中国第一重型机械股份公司重型装备事业部,黑龙江161042)
摘要:分析比较了ASME,RCCM相关标准规范中大型锻件制造阶段超声检测方法、时机和验收条件等内
容。对大型锻件制造过程中超声检测技术条件的制定有一定的借鉴意义。
关键词:锻件;超声检测;标准
中图分类号:TG115.285文献标识码:B
Ultrasonic Test Standards Comparison
of Heavy Forgings
for Nuclear Power Station Pressure Vessel
Wu Yuanjian
Abstract: This paper compares the ultrasonic test method, time and acceptance condition at heavy forging manu
facturing stage in ASME,, RCCM standards It is helpful to draft ultrasonic test specification ir heavy forging manufac
ture process
Key words: forgings; ultrasonic test; standard
尽管日本福岛特大核电事故使发展核电的脚序性要求和验收标准。第Ⅱ卷第一册NB分卷
步有所放缓,但其备安全、高效、清沽等特性的核一级设备中NB2540“锻件及棒材的检验及修补”
能在能源紧缺的中国无疑具有明显的发展优势,规定了需要进行的检验程序及验收标准。第V
中国仍将继续发展核电。因此保证核电站一回路卷中规定了超声检测方法的通用要求,即第五章
关键设备,特别是反应堆压力容器用锻件的制造“材料超声检测方法”和SA-388“大型钢锻件超声
质量意义重大。反应堆压力容器多采用锻焊结检测标准操作方法
构,其锻件多使用具有良好可焊性、抗辐照性和较
(2)法国RC-M压水堆核岛机械设备设计
好冲击性的508-II钢或16MND5钢制造。制造和建造规则中的第Ⅱ卷和第IⅢ卷
过程中存在的缺陷主要有两种:一是冶炼和浇注
第卷M篇“材料”中规定了超声检测要求
过程中形成的缩孔、疏松、偏析和夹杂物;另一种和验收标准(引用标准:NFAO4-308钢锻件超声
是锻造和热处理过程中形成的裂纹、白点、晶粒粗检测)。第Ⅲ卷MC篇“检验方法”的MC2000
大、重皮和黑皮等。一般在调质处理前,粗加工后“超声检验”和MC8000无损检验人员的资格和
和调质热处理后,精加工前对上述锻件进行超声证书”中对人员和检测方法作了规定。
检测,但相关的国外标准在检测及验收上存在较
RCC-M中所采用的设计规则借鉴了“ASME
多的差异,笔者对此进行了分析讨论。
锅炉及压力容器规范”第三卷核动力装置设备
(NB、NC、ND、NF、NG)各篇的有关内容,同时吸
1相关检测标准和检测规范
收了法国在工业发展实践中所取得的成果。
我单位执行的反应堆压力容器检测标准主要RCCM的制造与检验规则主要是法国本身核工
有以下两
业实践经验的具体体现。在无损检验方面
(1)美国ASME锅炉及压力容器规范中的第RC-M无损检验的项目比ASME-Ⅲ要求的更
Ⅲ卷、第Ⅲ卷和第V卷
多,范围也更广。
第Ⅱ卷A篇铁基材料中SA-508“压力容器用2规范分析与比较
真空处理的淬火加回火碳钢和合金钢”及SA-788
钢锻件技术条件通用要求”规定了超声检测程
1对检验人员的要求
作为国内制造的锻件,无损检验人员都须符
收稿日期:2012-(4--11
合HAF602“民用核安全设备无损检验人员资格
《大型铸锻件》
uly 2012
HEAVY CASTING AND FORGING
管理规定”中的要求。
的要求高一些
RCCM中MC8010“无损检验人员资格和资2.3扫査速度及扫查覆盖率
格证书”中规定:无损检验人员资格和资格证书
ASME要求扫査速度不得超过150mm/s
按照标准NFEN473的规定。在欧洲以外,由一扫査覆盖率范围至少为换能器(压电晶体)垂直
个独立的机构,按照一等同的经过承包商认可的于扫査方向尺寸的10%。
相应标准烦发证书。即按照HAF02取得无损检
RCCM要求扫査速度不大于100mm/s。扫
测证书后即可实施检测。
查覆盖率为换能器直径的20%以上。
ASME规范中要求按照SNT-TC-1A的规定进
可以看出ASME对扫査速度和扫查覆盖率的
行厂内资格评定和颁发证书。即检测人员取得控制低于RCM标准。
HAF602证书后,还需按照SNT-TC-1A要求取得2.4盲区
厂内资格评定(包括本企业设备、产品和规程等
RCCM规定,当需要时,记下被检材料厚度范
方面考试),同时只有Ⅲ级人员才可编制超声检围内的盲区(以mm表示),该厚度通常用如下图
测规程和超声检测工艺卡。
所示的在标准状态下相应于反射体距扫查面的最
2仪器和探头
远距离L来表示。对于直探头的盲区需要增加双
RCCM要求探伤仪应符合EN1268-1的要晶探头进行检测。
求,探头符合EN12668-2的要求,组合性能应符合
EN12668-3的要求。对设备制造商和使用方也都
做了详细的要求,对新购进的超声波探伤仪在设
发射波的回液
备验收时,经过大修、中修后及长时间未使用的仪
器开始使用前,已投入正常使用的超声波探伤仪
示似的
至少每年必须重新校准一次。任何指标不合格的
仪器不允许在产品检测中使用
ASME主要对垂直线性和波幅控制线性进行
了规定,在示波屏满幅度20%-80%范围内,超一相应于探头发射点(时基の)BE一屏高Z一盲区长
图1盲区测量图
声仪应提供误差不超过满屏±5%的垂直显示。
Figure 1 The measuring chart of blind area
超声仪应有波幅控制旋钮,在其有用范围内准确
ASME中没有对盲区的说明。笔者认为原因
到标称幅度比值的±10%,以便能测量到超出示主要为:(1)ASME当量的要求为6.4m,相对
波屏垂直线性范围的信号。在每次持续使用周期较大,灵敏度较低,始脉冲较小;(2)由于相同大
开始或不超过3个月(取小值),应对垂直线性和小的缺陷,越靠近探头,其反射回波越高,对底波
幅度控制线性进行评定。标准中同时规定了测量的影响也越大;(3)很多近表面缺陷将使始脉冲
方法。
变宽,或底波后面将有回波显示;(4)增加斜波束
ASME中没有对设备水平线性的要求,RCCM检测,可有效对近表面缺陷进行检测。
中规定水平线性要求为小于等于2%。国产化后2.5检测时机
AP1000项目中,设计方对仪器水平线性也作了此
各标准都要求应在性能热处理之后形状简单
项规定。
时进行超声检测。对于制造厂为尽早发现锻件中
ASME直射波检验尽可能使用公称频率为的缺陷,一般在调质前进行一序内控超声检测。
2.25MHz的直探头,除非因壁厚