蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電站檢測領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓水堆核電站的蒸汽發(fā)生器是一種熱交換器，用于將一回路冷卻劑中的熱量傳給二回路給水，使其產(chǎn)生飽和蒸汽并供給二回路的動力裝置。現(xiàn)有壓水堆核電站一般有三個(gè)環(huán)路，每個(gè)環(huán)路均設(shè)置有一臺蒸汽發(fā)生器。作為連接一回路與二回路的設(shè)備，蒸汽發(fā)生器在一、二回路之間構(gòu)成了防止放射性外泄的第二道屏障。
[0003]蒸汽發(fā)生器的傳熱管為U型傳熱管，倒置的U型傳熱管和管板及其連接區(qū)域構(gòu)成了一回路和二回路邊界，將一回路帶有放射性介質(zhì)的冷卻劑與二回路隔離。每臺蒸汽發(fā)生器都有數(shù)以千計(jì)的傳熱管，管板上設(shè)置堆焊層，傳熱管與管板堆焊層間的焊縫一般采用無填充金屬的自動鎢極氬弧焊連接。
[0004]請參閱圖1，對于蒸汽發(fā)生器的傳熱管10與管板堆焊層12之間的焊縫14來說，焊喉尺寸L (指焊縫根部O點(diǎn)到焊縫表面的最小距離)和熔深H (焊縫根部O點(diǎn)到管板堆焊層12表面的垂直距離)是兩個(gè)重要參數(shù)，尤其焊喉尺寸L是重要設(shè)計(jì)考核指標(biāo)。
[0005]由于目前的技術(shù)還無法對蒸汽發(fā)生器的焊縫焊喉尺寸L進(jìn)行直接無損地測量，因此工程上只能是通過以下方法來保證傳熱管10的焊接質(zhì)量:首先，給出評定合格的工藝；然后，在實(shí)際產(chǎn)品焊接過程中保證焊接工藝得以正確地實(shí)施，盡量使焊縫14的形狀和質(zhì)量可以滿足設(shè)計(jì)要求。另外，還通過設(shè)置產(chǎn)品焊接見證件的方法來進(jìn)一步檢查和驗(yàn)證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，產(chǎn)品焊接見證件是材料和焊接工藝都與產(chǎn)品焊縫完全相同的焊接件，由于可以對焊接見證件實(shí)施破壞性檢測，因此可以通過解剖焊接見證件，來從側(cè)面驗(yàn)證焊接工藝的穩(wěn)定性、焊縫的形狀和質(zhì)量等是否滿足要求。但是，當(dāng)工程實(shí)踐中由于出現(xiàn)意外狀況而導(dǎo)致傳熱管10與管板堆焊層12之間的焊縫14大量損傷時(shí)，如何判斷焊縫14的損傷情況和實(shí)際尺寸，就成為確定損傷焊縫是否需要焊接返修的關(guān)鍵性問題，也是最大的一個(gè)技術(shù)難題。
[0006]有鑒于此，確有必要提供一種能夠?qū)φ羝l(fā)生器傳熱管與管板間焊縫損傷情況進(jìn)行檢測的損傷檢測工具和檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:提供一種蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具，對傳熱管與管板堆焊層間焊縫損傷情況進(jìn)行檢測，以從損傷焊縫中準(zhǔn)確地篩選出焊喉尺寸未受到影響而無需返修的焊縫，達(dá)到減少焊縫返修量的目的。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具，其包括梳形板和檢測板；所述梳形板包括兩個(gè)長度相同的定位梳齒和一個(gè)長度大于定位梳齒的檢測梳齒，定位梳齒的自由端為平面結(jié)構(gòu)；檢測板固定在檢測梳齒的自由端，檢測板定義出一個(gè)測量面，測量面與兩個(gè)定位梳齒自由端所在平面的垂直距離為測量線深度X。
[0009]作為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的一種改進(jìn)，所述檢測板是一個(gè)直徑略小于蒸汽發(fā)生器傳熱管內(nèi)徑的圓板，其上表面所在平面為測量面，外周壁的下部則被斜向切削為圓錐臺形。
[0010]作為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的一種改進(jìn)，所述測量線深度X是通過公式X = H-M計(jì)算確定的，其中，H為待檢測焊縫的熔深，M為焊喉保證值。
[0011]作為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的一種改進(jìn)，所述焊喉保證值M的取值為0.66e?0.9e加上不大于0.1mm的保守量，e為傳熱管的壁厚。
[0012]作為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的一種改進(jìn)，所述檢測梳齒的自由端也為平面結(jié)構(gòu)，檢測板通過螺絲固定在檢測梳齒的自由端，其上表面與檢測梳齒的自由端緊密貼合并作為測量面。
[0013]作為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的一種改進(jìn)，所述兩個(gè)定位梳齒彼此對稱，檢測梳齒位于兩個(gè)定位梳齒的中間。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測方法，其包括以下步驟:
[0015]I)確定待檢測焊縫的熔深H和焊喉保證值M，通過X = H-M確定測量線深度X ；
[0016]2)根據(jù)測量線深度X，制備上述任一項(xiàng)段落所述的檢測工具；
[0017]3)將梳形板的兩個(gè)定位梳齒的自由端同時(shí)放置在管板堆焊層表面作為測量基準(zhǔn)，使檢測板插入傳熱管的管孔內(nèi)，并局部微調(diào)檢測工具，使檢測板盡可能地接近直至接觸待檢測焊縫的外輪廓，檢測板的測量面將焊縫分為兩個(gè)區(qū)域，其中，低于測量面的區(qū)域?yàn)楹负沓叽缈刂茀^(qū)，高于測量面的區(qū)域?yàn)楹缚p冗余區(qū)；
[0018]4)若某一焊縫的損傷凹坑僅存在于焊縫冗余區(qū)，則該焊縫不需要焊接返修；若某一焊縫的損傷凹坑全部或部分地存在于焊喉尺寸控制區(qū)，則該焊縫需要進(jìn)行進(jìn)一步檢測或直接焊接返修。
[0019]作為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測方法的一種改進(jìn)，所述步驟I)中確定待檢測焊縫的熔深H的方法為，測量待檢測焊縫對應(yīng)焊接見證件的熔深，以此值作為待檢測焊縫的熔深H。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)的無法檢測相比，本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具和檢測方法能夠準(zhǔn)確地排除大量不影響焊喉尺寸而無需返修的焊縫，達(dá)到減少焊接返修量的目的，從而避免大量返修帶來的風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量隱患。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具、損傷檢測方法及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]圖1為蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板堆焊層間焊縫的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的原理示意圖。
[0025]圖4為圖3中IV部分的放大示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具的檢測結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的【具體實(shí)施方式】僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。
[0028]請參閱圖2，本發(fā)明蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板間焊縫的損傷檢測工具包括一個(gè)梳形板20和一個(gè)檢測板30。
[0029]梳形板20為軸對稱結(jié)構(gòu)，共包括三個(gè)長條形的梳齒22、24。三個(gè)梳齒22、24的自由端均為平面結(jié)構(gòu)，其中，位于兩側(cè)的兩個(gè)定位梳齒22彼此對稱，位于中間的檢測梳齒24的長度略大于定位梳齒22的長度，二者的差值即為測量線深度X。測量線深度X根據(jù)實(shí)際需要確定，其計(jì)算公式為X = H-M, H為焊縫的熔深，M為焊喉保證值；由于業(yè)界通常要求焊喉尺寸L的平均值不小于0.9e (e為傳熱管10的壁厚，名義尺寸通常按e = 1.09mm進(jìn)行計(jì)算)、最