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摘要 文章首先简要介绍了什么是压水堆核电站，压水堆核电站的主要组成部分，以及压水堆核电站EM7工作包所包含的工作内容。然后介绍了贮罐安装过程中需要用到的无损检测方法及检验比例，以及目前使用的无损检测方法的局限性。进而建议引入一项新的无损检测技术（超声波衍射时差检测技术，即TOFD），并对其优缺点进行了详细的介绍。最后论述这项技术在核电站安装过程中的可行性及优越性。
主题词 压水堆核电站；无损检测；贮罐；EM7；射线检测；超声检测；渗透检测；磁粉检测；真空盒检漏试验；目视检测；TOFD。
【中圖分类号】TM623
简介
压水堆核电站的简介
核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等，但应用最广泛的是压水反应堆。压水堆是以高压欠热水作为慢化剂和冷却剂，一回路高压高温水通过蒸汽发生器生成蒸汽送到汽轮发电机进行发电的。它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。
检测工作量大
压水堆核电站贮罐的无损检测工作量较大，参考深圳岭澳核电二期工程的数据。整个EM7工作包中需要透视的底片数量在16000张左右，渗透检测工作量在19000米左右，真空盒检漏试验工作量在900米左右，超声波检测工作量在70米左右。
除PTR罐之外，其他贮罐的对接焊缝只是进行射线检测抽查。法律法规中规定如果检测结果不合格，需要增加透视比例。所以如果焊接合格率较低时，需要透视的底片数量还远不止16000张。
检测周期长
从2.2.1节的统计数据可以看出，压水堆核电站贮罐的无损检测工作量还是相当大的。要完成如此多的检测工作，需要的检测工期自然就长。单个贮罐的射线检测工期一般在20周左右。但一些位置不佳，检测难度较大的贮罐射线检测工期甚至超过了40周，很大程度上制约着工程的整体安装进度。
检测成本高
从事射线检测，需要建造暗室、底片晾干室、材料储存室、底片储存间、底片评定室等诸多配套设施，需要投入配套设施建设的费用较高。而且平时工作中的耗材成本重复发生，相比超声波检测技术，综合成本要高得多。
安全风险大
射线对人体是有害的，探伤作业时，应严格遵守有关的安全操作规程，并采取必要的防护措施。贮罐坐落的区域都比较空旷，射线探伤防护较为困难，特别是TER、SEL系统的6个贮罐，坐落在场外区域。容易发生非工作人员误闯射线探伤警戒区域、工作人员辐射剂量超标等一系列安全事故，因此我们需要找到一种更安全的检测技术来代替射线检测。
新技术的应用
上节内容已经阐述过，整个EM7工作包目前采用的无损检测方法，存在检测工作量大，检测周期长，检测成本高，安全风险大等诸多不利因素。为进一步提高检测效率，缩短检测工期，降低检测成本和安全风险，建议采用TOFD技术代替射线检测对碳钢材质的贮罐对接接头（焊缝厚度≥12mm）进行内部缺陷的扫查。下面对TOFD技术的优缺点进行一个简要的介绍。
TOFD技术简介
TOFD技术，即Time of flight diffraction technique，超声波衍射时差检测技术。是依靠超声波与缺陷端部相互作用发出的衍射波来检出缺陷，并对缺陷进行定量的一种检测技术。
相比射线检测技术的优势：
相比射线检测，TOFD检测技术存在的优势主要有：
1）TOFD检测结果与射线检测结果都是以二维图像显示，不同的是TOFD能对缺陷的深度和自身高度进行精确测量，而射线只能得到缺陷的俯视图信息，对于判断缺陷危害性程度的重要指标（厚度方向的长度），射线检测是很困难的。
2）TOFD技术可探测的厚度大，对厚板探伤的效果比较明显，但射线对厚板的穿透能力非常有限。
3）TOFD技术检测缺陷的能力非常强，特殊的探伤方式使其具有相当高的缺陷检出率，大约在90%左右。而相比之下，射线检测的检出率稍低，大约在75%左右。在实际工作中，我们也发现有TOFD检测出来的缺陷，X射线未能发现的情况，这给质量控制带来了极大的隐患。
4）TOFD技术所采集的是数据信息，能够进行多方位分析，甚至可以对缺陷进行立体复原。这是因为TOFD技术是将扫查中所有的原始信号都进行了保存，在脱机分析中我们可以利用计算机对这些原始信号进行各式各样的分析，以得出更加精确的缺陷判断结果。而射线检测只能将射线底片置于观片灯前进行评定，不可以再进一步利用软件对缺陷进行更加全面的分析。
5）TOFD检测操作简单，扫查速度快，检测效率高。而射线检测过程繁琐，耗时长，效率低下。
6）TOFD技术是利用超声波进行探伤，对检测时的工作环境没有特殊的要求。超声波检测是一种环保的检测方式，对使用人员没有任何伤害，所以在工作场合不需要特殊的安全防护措施。而射线检测因其放射的危害性受到国家政策的严格控制，现场只能单工种作业，降低了检测工作效率，阻碍了整个工程进度。
7）TOFD检测成本低，重复成本少。TOFD所需的耗材仅仅是探头和耦合剂，而且探头可以重复使用。而射线检测每次曝光都要耗费胶片，加上暗室处理药水、暗盒、字码等配套耗材，所需的重复成本相比TOFD技术要高得多。
相比射线检测，TOFD技术最突出的优势就是检测效率高、安全风险低。综上所述，我们已经迫不及待的想利用TOFD检测技术替代射线检测对碳钢及低合金钢材质的贮罐的对接焊缝进行内部缺陷的检查，甚至将TOFD检测技术更深、更广泛地应用到压水堆核电站各个部件及系统的预制、安装以及在役检测工作当中。
TOFD的缺点
同样，任何一种检测方法都不可能近乎完美，TOFD检测技术也存在一定的缺陷：
1）焊缝两边必须留有安放TOFD检测发射和接收探头的位置。
2）在检测表面下，存在一个检测不到的死区。根据各公司的技术条件，此死区在2～10mm不等，因此近表面的缺陷是不能够用TOFD检测到的（表面穿透性裂纹是可以检测到的）。意大利AEA sonovatiion公司成功的将此死区减小到2mm，这是一个巨大的进步。
3）对检测人员经验要求较高，检测人员必须经过专门的训练，需积累一定的超声波检测经验。
由于TOFD检测技术，在焊缝近表面存在一个检测盲区，所以必须利用其他无损检测方法予以辅助检查。这里优先选用磁粉检测技术，因为磁粉检测技术不仅可以检测焊缝表面的不连续性，也可以检测焊缝近表面的不连续性，恰好弥补了TOFD检测技术的不足。两种检测技术的同时运用，基本可以对焊缝的整个内部焊接质量进行全面的检查，达到100%检测的目的。
结束语
随着电子技术的迅速发展，TOFD技术也得以迅速发展，在欧洲一些国家，TOFD技术作为一种先进的无损检测技术得以广泛应用。可以想象，随着TOFD技术的日益发展和日趋成熟，不久的将来，将会大量采用TOFD技术对碳钢及低合金钢材质的贮罐等其他部件的焊缝进行检验，从而大大的提高检测效率，缩短检测工期，节约检测成本，降低安全风险。
参考文献：[1]、法国核岛设备设计、建造及在役检查规则协会。RCC-M 2000版+2002补遗《压水反应堆核岛机械设备设计和建造规则》[M]，北京：原子能出版社北京图书发行部，2006年：MC1000/1-MC 9000/10；
[2]、全国锅炉压力容器标准化技术委员会。JB/T 4730-2005承压设备无损检测[M]，北京：新华出版社，2005年：5-59。
[3]、全国锅炉压力容器标准化技术委员会。NB/T 47013.10-2010衍射时差法超声检测[M]，北京：新华出版社，2010年：1-22。
主题词 压水堆核电站；无损检测；贮罐；EM7；射线检测；超声检测；渗透检测；磁粉检测；真空盒检漏试验；目视检测；TOFD。
【中圖分类号】TM623
简介
压水堆核电站的简介
核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等，但应用最广泛的是压水反应堆。压水堆是以高压欠热水作为慢化剂和冷却剂，一回路高压高温水通过蒸汽发生器生成蒸汽送到汽轮发电机进行发电的。它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。
检测工作量大
压水堆核电站贮罐的无损检测工作量较大，参考深圳岭澳核电二期工程的数据。整个EM7工作包中需要透视的底片数量在16000张左右，渗透检测工作量在19000米左右，真空盒检漏试验工作量在900米左右，超声波检测工作量在70米左右。
除PTR罐之外，其他贮罐的对接焊缝只是进行射线检测抽查。法律法规中规定如果检测结果不合格，需要增加透视比例。所以如果焊接合格率较低时，需要透视的底片数量还远不止16000张。
检测周期长
从2.2.1节的统计数据可以看出，压水堆核电站贮罐的无损检测工作量还是相当大的。要完成如此多的检测工作，需要的检测工期自然就长。单个贮罐的射线检测工期一般在20周左右。但一些位置不佳，检测难度较大的贮罐射线检测工期甚至超过了40周，很大程度上制约着工程的整体安装进度。
检测成本高
从事射线检测，需要建造暗室、底片晾干室、材料储存室、底片储存间、底片评定室等诸多配套设施，需要投入配套设施建设的费用较高。而且平时工作中的耗材成本重复发生，相比超声波检测技术，综合成本要高得多。
安全风险大
射线对人体是有害的，探伤作业时，应严格遵守有关的安全操作规程，并采取必要的防护措施。贮罐坐落的区域都比较空旷，射线探伤防护较为困难，特别是TER、SEL系统的6个贮罐，坐落在场外区域。容易发生非工作人员误闯射线探伤警戒区域、工作人员辐射剂量超标等一系列安全事故，因此我们需要找到一种更安全的检测技术来代替射线检测。
新技术的应用
上节内容已经阐述过，整个EM7工作包目前采用的无损检测方法，存在检测工作量大，检测周期长，检测成本高，安全风险大等诸多不利因素。为进一步提高检测效率，缩短检测工期，降低检测成本和安全风险，建议采用TOFD技术代替射线检测对碳钢材质的贮罐对接接头（焊缝厚度≥12mm）进行内部缺陷的扫查。下面对TOFD技术的优缺点进行一个简要的介绍。
TOFD技术简介
TOFD技术，即Time of flight diffraction technique，超声波衍射时差检测技术。是依靠超声波与缺陷端部相互作用发出的衍射波来检出缺陷，并对缺陷进行定量的一种检测技术。
相比射线检测技术的优势：
相比射线检测，TOFD检测技术存在的优势主要有：
1）TOFD检测结果与射线检测结果都是以二维图像显示，不同的是TOFD能对缺陷的深度和自身高度进行精确测量，而射线只能得到缺陷的俯视图信息，对于判断缺陷危害性程度的重要指标（厚度方向的长度），射线检测是很困难的。
2）TOFD技术可探测的厚度大，对厚板探伤的效果比较明显，但射线对厚板的穿透能力非常有限。
3）TOFD技术检测缺陷的能力非常强，特殊的探伤方式使其具有相当高的缺陷检出率，大约在90%左右。而相比之下，射线检测的检出率稍低，大约在75%左右。在实际工作中，我们也发现有TOFD检测出来的缺陷，X射线未能发现的情况，这给质量控制带来了极大的隐患。
4）TOFD技术所采集的是数据信息，能够进行多方位分析，甚至可以对缺陷进行立体复原。这是因为TOFD技术是将扫查中所有的原始信号都进行了保存，在脱机分析中我们可以利用计算机对这些原始信号进行各式各样的分析，以得出更加精确的缺陷判断结果。而射线检测只能将射线底片置于观片灯前进行评定，不可以再进一步利用软件对缺陷进行更加全面的分析。
5）TOFD检测操作简单，扫查速度快，检测效率高。而射线检测过程繁琐，耗时长，效率低下。
6）TOFD技术是利用超声波进行探伤，对检测时的工作环境没有特殊的要求。超声波检测是一种环保的检测方式，对使用人员没有任何伤害，所以在工作场合不需要特殊的安全防护措施。而射线检测因其放射的危害性受到国家政策的严格控制，现场只能单工种作业，降低了检测工作效率，阻碍了整个工程进度。
7）TOFD检测成本低，重复成本少。TOFD所需的耗材仅仅是探头和耦合剂，而且探头可以重复使用。而射线检测每次曝光都要耗费胶片，加上暗室处理药水、暗盒、字码等配套耗材，所需的重复成本相比TOFD技术要高得多。
相比射线检测，TOFD技术最突出的优势就是检测效率高、安全风险低。综上所述，我们已经迫不及待的想利用TOFD检测技术替代射线检测对碳钢及低合金钢材质的贮罐的对接焊缝进行内部缺陷的检查，甚至将TOFD检测技术更深、更广泛地应用到压水堆核电站各个部件及系统的预制、安装以及在役检测工作当中。
TOFD的缺点
同样，任何一种检测方法都不可能近乎完美，TOFD检测技术也存在一定的缺陷：
1）焊缝两边必须留有安放TOFD检测发射和接收探头的位置。
2）在检测表面下，存在一个检测不到的死区。根据各公司的技术条件，此死区在2～10mm不等，因此近表面的缺陷是不能够用TOFD检测到的（表面穿透性裂纹是可以检测到的）。意大利AEA sonovatiion公司成功的将此死区减小到2mm，这是一个巨大的进步。
3）对检测人员经验要求较高，检测人员必须经过专门的训练，需积累一定的超声波检测经验。
由于TOFD检测技术，在焊缝近表面存在一个检测盲区，所以必须利用其他无损检测方法予以辅助检查。这里优先选用磁粉检测技术，因为磁粉检测技术不仅可以检测焊缝表面的不连续性，也可以检测焊缝近表面的不连续性，恰好弥补了TOFD检测技术的不足。两种检测技术的同时运用，基本可以对焊缝的整个内部焊接质量进行全面的检查，达到100%检测的目的。
结束语
随着电子技术的迅速发展，TOFD技术也得以迅速发展，在欧洲一些国家，TOFD技术作为一种先进的无损检测技术得以广泛应用。可以想象，随着TOFD技术的日益发展和日趋成熟，不久的将来，将会大量采用TOFD技术对碳钢及低合金钢材质的贮罐等其他部件的焊缝进行检验，从而大大的提高检测效率，缩短检测工期，节约检测成本，降低安全风险。
参考文献：[1]、法国核岛设备设计、建造及在役检查规则协会。RCC-M 2000版+2002补遗《压水反应堆核岛机械设备设计和建造规则》[M]，北京：原子能出版社北京图书发行部，2006年：MC1000/1-MC 9000/10；
[2]、全国锅炉压力容器标准化技术委员会。JB/T 4730-2005承压设备无损检测[M]，北京：新华出版社，2005年：5-59。
[3]、全国锅炉压力容器标准化技术委员会。NB/T 47013.10-2010衍射时差法超声检测[M]，北京：新华出版社，2010年：1-22。