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壓水堆核電廠氫氣生產(chǎn)與分配系統(tǒng)（SHY）是生產(chǎn)、貯存及分配全廠所用氫氣的系統(tǒng)，需要大量管網(wǎng)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(nèi)管和外管），并且其對(duì)接環(huán)焊縫必須進(jìn)行100%射線檢測，尤其應(yīng)對(duì)內(nèi)管所有管體、管件間對(duì)接焊縫進(jìn)行100%射線檢測，內(nèi)管焊接完成經(jīng)射線檢測合格后再安裝外管。

然而天有不測風(fēng)云，某段SHY系統(tǒng)輸氫不銹鋼雙壁管在外管已安裝到位的情況下，發(fā)現(xiàn)未對(duì)內(nèi)管環(huán)焊縫進(jìn)行射線檢測，這可是一個(gè)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(duì)內(nèi)管進(jìn)行射線檢測。

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(zhì)為H₂，材質(zhì)為022Cr19Ni10。管線采用氬弧焊連接，安裝時(shí)內(nèi)外管之間通過點(diǎn)焊支撐固定，內(nèi)管焊接安裝完成并檢查合格后，先將各支撐點(diǎn)焊在內(nèi)管的外表面后，再套入外管。其中，內(nèi)管規(guī)格φ34mm×2.8mm，外管規(guī)格為φ60mm×3mm。

輸氫雙壁管焊縫屬于雙壁小徑管焊縫，為驗(yàn)證并優(yōu)化實(shí)際檢測中射線經(jīng)外管投射到內(nèi)管的小徑管透照工藝，工程師們模擬現(xiàn)場實(shí)際情況，采用帶缺陷的SHY內(nèi)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(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，以探索適合的射線檢測工藝方案，并驗(yàn)證其可靠性。

不同管電壓和曝光量條件下的透照對(duì)比試驗(yàn)的黑度值結(jié)果見表1，根據(jù)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(jī)透照，管電壓為180kV，以期獲得質(zhì)量較為理想的底片。

對(duì)于外管φ60mm×3mm及內(nèi)管φ34mm×2.8mm的雙壁管，根據(jù)DL/T 821標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(jīng)驗(yàn)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(shí)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(duì)比結(jié)果，結(jié)果顯示焦距在600～650mm之間的幾何不清晰度合理且影像質(zhì)量較好。結(jié)合理論最短焦距，并考慮現(xiàn)場空間及工作效率，對(duì)于該雙壁管的透照距離選擇600～620 mm為宜，此時(shí)底片清晰度較高，既能保證底片質(zhì)量又容易實(shí)施檢測工藝。

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(guān)。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(duì)于該雙壁不銹鋼焊縫的間距不宜太大，間隙太大時(shí)，上焊縫清晰度和靈敏度低，對(duì)面狀缺陷的檢出率影響大。

不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)小徑管的透照次數(shù)均有不同要求，如表3所示。

本項(xiàng)目雖然遵循DL/T 821標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行檢測，但工程師們認(rèn)為若采用垂直透照時(shí)，應(yīng)分兩次透照，透照角度每次偏轉(zhuǎn)小于或等于90°，以彌補(bǔ)一次透照可能導(dǎo)致的缺陷漏檢。同時(shí)配合適宜的曝光量，管子內(nèi)壁輪廓要清晰地顯現(xiàn)在底片上。

因此對(duì)該雙壁不銹鋼焊縫透照對(duì)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(jìn)行試驗(yàn)。若在橢圓透照檢測中已發(fā)現(xiàn)許多根部面狀缺陷或?qū)θ毕莸臋z出率存在疑問時(shí)，要同步采用垂直透照進(jìn)行補(bǔ)充檢測，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量根部面狀缺陷時(shí)要直接采用垂直透照進(jìn)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(zhì)量。

根據(jù)上述工藝參數(shù)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(jìn)行了不加套管和加套管的管道焊縫射線透照對(duì)比試驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(hào)底片；

2.在焊縫與位置1相隔90°位置標(biāo)記2，透照得到2號(hào)底片；

3.在和1號(hào)底片標(biāo)記的同一位置標(biāo)記3，用橢圓透照方式透照的SHY管道焊縫得到3號(hào)底片；

4.相隔90°標(biāo)記4，透照得到4號(hào)底片；

5.加套管在和1號(hào)底片標(biāo)記的同一位置標(biāo)記5，用雙壁雙影垂直透照方式透照得到5號(hào)底片；

6.對(duì)加套管的SHY焊縫按2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)的方式得到6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)底片。

所有透照均滿足要求。對(duì)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(duì)透照相質(zhì)計(jì)靈敏度的控制至關(guān)重要，尤其是加套管情況下像質(zhì)計(jì)靈敏度必須按照DL 821-2002標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行，即透照厚度12mm以下時(shí)，要求至少清晰看到13號(hào)線對(duì)應(yīng)的線徑為0.20mm。

試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，可見加套管和不加套管透照的像質(zhì)計(jì)靈敏度均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，底片黑度值在1.4～3.5之間，均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)照透照對(duì)比結(jié)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(guī)范評(píng)級(jí)質(zhì)量級(jí)別均為Ⅳ級(jí)，滿足設(shè)計(jì)驗(yàn)收要求。

同時(shí)，試驗(yàn)解決了因透照厚度差大，導(dǎo)致缺陷靈敏度無法滿足規(guī)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(xiàn)象，但不影響最終的檢測質(zhì)量評(píng)價(jià)。

以上優(yōu)化選擇的射線檢測工藝參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)外部加套管透照工藝的要求，并且底片質(zhì)量及相質(zhì)計(jì)靈敏度能夠滿足規(guī)范要求，且相比不加套管的透照結(jié)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(zhì)量可控。因此，對(duì)核電廠SHY系統(tǒng)中漏檢的雙壁不銹鋼內(nèi)管焊縫，直接采用隔著外管透照內(nèi)管的方式進(jìn)行射線檢驗(yàn)的方法是可行的，對(duì)檢測結(jié)果無明顯的顛覆性影響，無需切割拆除外管即可進(jìn)行內(nèi)管焊縫的射線檢驗(yàn)。