壓水堆核電廠氫氣生產與分配系統（SHY）是生產、貯存及分配全廠所用氫氣的系統，需要大量管網用以輸送氫氣。為確保安全，輸氫管道均采用不銹鋼雙壁管（分為內管和外管），并且其對接環焊縫必須進行100%射線檢測，尤其應對內管所有管體、管件間對接焊縫進行100%射線檢測，內管焊接完成經射線檢測合格后再安裝外管。
然而天有不測風云，某段SHY系統輸氫不銹鋼雙壁管在外管已安裝到位的情況下，發現未對內管環焊縫進行射線檢測，這可是一個大問題！不過我們聰明的無損檢測工程師還是找到了解決的辦法，且看他們是如何在不切割拆除雙壁不銹鋼外管的情況下，直接隔著外管對內管進行射線檢測。
不銹鋼管規格
輸氫雙壁管每段管長約6米，外管為不銹鋼無縫管，管道工作壓力為1.1MPa，工作介質為H2，材質為022Cr19Ni10。管線采用氬弧焊連接，安裝時內外管之間通過點焊支撐固定，內管焊接安裝完成并檢查合格后，先將各支撐點焊在內管的外表面后，再套入外管。其中，內管規格φ34mm×2.8mm，外管規格為φ60mm×3mm。
檢測工藝參數選擇
輸氫雙壁管焊縫屬于雙壁小徑管焊縫，為驗證并優化實際檢測中射線經外管投射到內管的小徑管透照工藝，工程師們模擬現場實際情況，采用帶缺陷的SHY內管管道外加套管的模擬試塊采取雙壁雙影橢圓透照方式進行了對比試驗，以探索適合的射線檢測工藝方案，并驗證其可靠性。
管電壓
不同管電壓和曝光量條件下的透照對比試驗的黑度值結果見表1，根據表1綜合考慮影響射線檢測靈敏度的各類因素，選擇采用2505型X射線機透照，管電壓為180kV，以期獲得質量較為理想的底片。
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曝光量
分析表1確定最終曝光量為7.0mA.min。
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透照距離
對于外管φ60mm×3mm及內管φ34mm×2.8mm的雙壁管，根據DL/T 821標準初步測算透照距離至少大于500mm，焦距的合理選擇影響了透照幾何不清晰度。
在實際透照工藝中，必須保證有足夠的焦距，判斷小徑管底片幾何不清晰度的經驗做法是：觀察小徑管邊緣的輪廓清晰程度，以及小徑管在底片上的影像焊口尺寸與實際焊口尺寸的放大程度，可以初步判斷幾何不清晰度的大致情況。
表2給出了不同焦距透照的底片影像顯示對比結果，結果顯示焦距在600～650mm之間的幾何不清晰度合理且影像質量較好。結合理論最短焦距，并考慮現場空間及工作效率，對于該雙壁管的透照距離選擇600～620 mm為宜，此時底片清晰度較高，既能保證底片質量又容易實施檢測工藝。
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開口寬度
雙壁雙影射線透照中，缺陷的檢出率主要與開口寬度（上下焊縫投影最大間距）密切相關。而垂直于工件表面的裂紋是危害性最大的一種缺陷，為避免其漏檢，在橢圓成像法中通常推薦橢圓開口寬度大致為焊縫寬度的1倍左右。對于該雙壁不銹鋼焊縫的間距不宜太大，間隙太大時，上焊縫清晰度和靈敏度低，對面狀缺陷的檢出率影響大。
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透照次數
不同規范標準對小徑管的透照次數均有不同要求，如表3所示。
本項目雖然遵循DL/T 821標準執行檢測，但工程師們認為若采用垂直透照時，應分兩次透照，透照角度每次偏轉小于或等于90°，以彌補一次透照可能導致的缺陷漏檢。同時配合適宜的曝光量，管子內壁輪廓要清晰地顯現在底片上。
因此對該雙壁不銹鋼焊縫透照對同一位置選擇兩次透照，且分別采用橢圓透照和垂直透照兩種方式進行試驗。若在橢圓透照檢測中已發現許多根部面狀缺陷或對缺陷的檢出率存在疑問時，要同步采用垂直透照進行補充檢測，在已經發現大量根部面狀缺陷時要直接采用垂直透照進行檢測。這樣才能提高根部面狀缺陷檢出率，以此來保證檢測質量。
試驗驗證
根據上述工藝參數采用已知缺陷的模擬試塊（包含條形夾渣類缺陷、未熔合未焊透），進行了不加套管和加套管的管道焊縫射線透照對比試驗，按照標準要求，透照方式分為雙壁雙影垂直透照和橢圓透照：
1.首先在焊縫某一位置標記1，用雙壁雙影垂直透照方式透照的SHY管道焊縫得到1號底片；
2.在焊縫與位置1相隔90°位置標記2，透照得到2號底片；
3.在和1號底片標記的同一位置標記3，用橢圓透照方式透照的SHY管道焊縫得到3號底片；
4.相隔90°標記4，透照得到4號底片；
5.加套管在和1號底片標記的同一位置標記5，用雙壁雙影垂直透照方式透照得到5號底片；
6.對加套管的SHY焊縫按2號、3號、4號的方式得到6號、7號、8號底片。
所有透照均滿足要求。對小徑管射線透照過程中，由于透照厚度寬容度和檢測靈敏度兩者之間存在矛盾，所以對透照相質計靈敏度的控制至關重要，尤其是加套管情況下像質計靈敏度必須按照DL 821-2002標準的規定執行，即透照厚度12mm以下時，要求至少清晰看到13號線對應的線徑為0.20mm。
試驗結果如表4所示，可見加套管和不加套管透照的像質計靈敏度均達到標準要求。同時，底片黑度值在1.4～3.5之間，均滿足標準要求。
對照透照對比結果1和5，2和6，3和7，4和8，缺陷類型均保持一致，且缺陷尺寸基本相同，按規范評級質量級別均為Ⅳ級，滿足設計驗收要求。
同時，試驗解決了因透照厚度差大，導致缺陷靈敏度無法滿足規范要求的問題，加套管缺陷基本能清晰顯示，但缺陷有略微放大現象，但不影響最終的檢測質量評價。
結語
以上優化選擇的射線檢測工藝參數能夠實現外部加套管透照工藝的要求，并且底片質量及相質計靈敏度能夠滿足規范要求，且相比不加套管的透照結果，其缺陷檢出率及缺陷尺寸均能保持較好的一致性，缺陷能夠有效檢出，檢測質量可控。因此，對核電廠SHY系統中漏檢的雙壁不銹鋼內管焊縫，直接采用隔著外管透照內管的方式進行射線檢驗的方法是可行的，對檢測結果無明顯的顛覆性影響，無需切割拆除外管即可進行內管焊縫的射線檢驗。
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