核电主泵的主螺栓役前检查方法及缺陷处理

关键词：供货

1. 前言

国内某核电站的堆型为百万千瓦级二代加改进型M310压水堆机组, 其RCP系统中反应堆冷却剂泵 (以下简称:主泵) 为国外某供应商供货, 以“散件发货, 现场组装、安装”形式供货, 核1级且质保1级, 该型主泵为立式单级轴流泵, 机组采用三轴承设计[1], 服役寿命40年, 设计工况压力17.23MPa, 正常运行工况泵的进口压力15.16Mpa, 水压试验值22.8MPa, 泵壳压力31MPa, 泵壳法兰与泵盖采用螺栓 (主连接螺栓简称主螺栓) 方式连接紧固, 每台主泵16根主螺栓。

2. 主螺栓的役前检查

2.1 主螺栓参数

主泵主螺栓[2]为双头螺栓, 质保QA1级, 设计采用ASME标准SA540-B24 class 3材料, 总长1008mm, 两端均为M110×6螺纹, 左端螺纹长度约110mm, 右端螺纹长度约236mm。主螺栓连接主泵泵壳及泵盖, 其左端穿过泵盖旋合在主泵泵壳内, 泵盖侧长端用主螺母紧固, 为主泵的关键压力边界之一。

2.2 役前检查方法

役前检查目的是为了提供核电站运行前的初始状态数据, 役前检查完成的检查项目作为以后进行检验的零点, 本文论述的主泵主螺栓是在其抵达核电站现场, 开箱检查没有问题之后并在安装之前执行役前检查, 采用核设备无损探伤——磁粉检测方法进行。

磁粉检测[3]是基于对铁磁性材料的磁导率和缺陷的磁导率之间不连续变化的敏感性, 当细磁粉施加在已磁化的受检件表面上后, 则被漏磁场吸引而聚集在缺陷周围, 从而探出缺陷。本文论述的主泵主螺栓由国内某具有检验资质公司执行磁粉检测役前检查, 相关信息如下。

2.2.1 检验人员资质:

有国家能源局发证且在有效期内资质的操作者;另外一名具有MT-II或III级别的人员;质量控制QC人员。

2.2.2 检验方法:

电磁轭纵向磁化+探伤机周向磁化;非荧光水基湿连续法检验。

2.2.3 检验方法:

电磁轭纵向磁化+探伤机周向磁化;非荧光水基湿连续法检验。

2.2.4 检验设备:

MP-A2L/MP-1334便携式电磁轭;EM-4000型磁粉探伤机。

2.2.5 检测标准/依据的检验文件

XXX核电工程项目X、X#机组《在役检查大纲》;主泵泵壳法兰螺栓磁粉检验设备有效性报告。核1、2、3级部件磁粉检验程序;磁粉检验质量计划;主泵法兰螺栓磁粉检验专用计划。

2.3 磁粉探伤检验

在核电站指定的清洁厂房内, 检验人员在役前检查先决条件满足要求后, 开始执行磁粉检验, 在第三方对检验过程的监督下, 完成主螺栓的探伤, 磁粉探伤设备及检验的部分基本操作信息如下:

磁化方法:线圈法+磁轭法;线圈规格/匝数:Φ270mm/5匝;磁轭间距:100mm;灵敏度试片型号:C-15/50、D-15/50;电流种类/磁化规范:AC/4000~5000安匝数+AC/提升力大于45N

受检部位:螺栓外表面;表面状态:清洗后;检验比例100%;表面照度:1350Lux;表面温度:22℃;磁悬液浓度:BH-12.5 g/L;施加方法:喷涂。

3 缺陷处理

3.1 探伤结果

役前磁粉检测完成后, 1根主螺栓缺陷为2条长3mm的线性显示, 位于短螺纹区端头, 以齿根为轴线对称分布, 分别起于第12、13齿, 参见图1, 检验人员判定为不合格的超标缺陷。

3.2 缺陷产生的可能原因

鉴于供应商在制造发货出厂之前进行了渗透检验并合格, 本次磁粉探伤出的肉眼可见缺陷深度比较浅, 预判其属于划伤而非裂纹, 产生原因可能是完成小流量试验后解体拆卸的过程中操作不适导致划伤或者小流量试验条件不良导致表面划伤腐蚀。

3.3 缺陷处理

探伤完成后将有缺陷的主螺栓进行清洗、标记隔离处理后, 同时开启外部不符合项, 按照不符合项中的处理方向进行处理, 按照上述分析预估的产生原因, 采取精密细纹理的砂纸手工光滑打磨受影响区域, 缺陷消失, 随时清理打磨区域, 并再次磁粉探伤已验证缺陷显示是否消除。

4. 结论

在核电运行之前执行役前检查是非常必要的, 主泵主螺栓连接主泵关键的承压边界, 严格按照核电程序要求, 从人、机、料、法、环五方面严格控制磁粉探伤, 在核电现场确保安装役前检查质量控制执行到位, 合理有效的处理磁粉探伤显示的缺陷对于工程项目至关重要, 本次役前检查发现存在“缺陷”的主螺栓经打磨处理后消失, 磁粉探伤合格, 不符合项关闭, 因此, 确保主泵重要压力边界紧固件在役前检查质量百分百受控, 为主泵安全的运行保驾护航。

摘要：本文笔者以国内某核电站主泵的主连接螺栓为论述对象, 论述了国内某核电一个机组主泵的主螺栓的役前检查方法以及分析磁粉探伤出的缺陷产生原因和相应处理方法, 可以为后续核电项目主泵的同类型主螺栓执行役前检查提供信息参考和借鉴。

关键词：主泵,主螺栓,役前检查,磁粉探伤