Методические рекомендации по определению местоположения дефектов при контроле сварных швов
Для оборудования АЭС характерны толстостенные конструкции. В установках типа ВВЭР к таким конструкциям относятся: корпус реактора с крышкой, парогенераторы, компенсатор объема и гидроемкость, а в установках типа РБМК — сепараторы пара, коллекторы и др.
Перечисленные узлы, за исключением крышки корпуса реактора, имеют цилиндрическую форму, а также радиально и не радиально расположенные патрубки. Крышка корпуса реактора сферическая с цилиндрическим фланцем и патрубками, на сферической части. Все узлы изготавливаются с применением сварки. Их характерные конструктивно-технологические данные приведены в табл. 1.
Корпус реактора, крышка, компенсатор объема изготавливаются с антикоррозионной наплавкой на внутреннюю поверхность, коллекторы, трубопроводы, гидроемкость и сепараторы пара изготавливаются из плакированного листа. Соответственно патрубки, имеющиеся на этих узлах, выполняются с антикоррозионной наплавкой или с нержавеющими рубашками. Корпус парогенератора, относящийся к оборудованию второго контура, и патрубки на парогенераторе ни антикоррозионной наплавки, ни рубашек не имеют.
Сварка всех конструкций производится в соответствии с «Основными положениями по сварке и наплавке узлов и конструкций атомных электростанций», опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок ОП 1513-72 [1], а контроль качества сварных соединений в соответствии с «Правилами контроля сварных соединений и наплавки узлов и конструкций атомных электростанций, опытных и исследовательских реакторов и установок* . ПК 1514-72 [2].
Сварные швы кроме внешнего осмотра подвергаются контролю просвечиванием, ультразвуковой дефектоскопией (УЗД), цветной и магнитно-порошковой дефектоскопией (ЦД и МПД). При цветной и магнитно-порошковой дефектоскопии выявляются поверхностные дефекты, ремонт которых на толстостенных конструкциях во многих случаях осуществляется вышлифовкой с последующей плавной разгонкой мест вышлифовки и, как правило, менее трудоемок, чем ремонт внутренних дефектов сварных швов.
Сложнее обстоит дело с внутренними дефектами, выявленными при контроле просвечиванием или УЗД. Ультразвуковая дефектоскопия применительно к толстостенным конструкциям обладает определенным и существенным достоинством, так как позволяет определять координаты расположения возможных дефектов, включая глубину залегания дефекта от контролируемой поверхности, что до некоторой степени упрощает технику ремонта. В то же время техника ремонта дефектов, выявляемых при контроле просвечиванием, в силу особой специфики этого способа контроля наиболее сложна.
Высокие требования к качеству сварных соединений и сложность механизации сварки некоторых швов, например швов приварки патрубков, приводят в ряде случаев к необходимости решения вопроса о ремонте или расчетного обоснования работоспособности конструкции без удаления дефектов. Однако расчетное обоснование работоспособности конструкции с оставлением дефектов не всегда обусловливает положительный результат и может быть невыполнимо из-за отсутствия приемлемой для данных условий методики расчета.
В свою очередь, ремонт дефектов швов толстостенных сварных конструкций осложняется целым рядом обстоятельств: необходимостью удаления и последующего восстановления сваркой значительной массы металла; сложностью нахождения дефектов; необходимостью промежуточного контроля места ремонта на предмет полноты удаления дефекта; необходимостью контроля качества ремонта; дополнительной термической обработкой конструкции, а в связи с этим иногда и дополнительной проверкой мех-свойств основного металла и сварных соединений; необходимостью удаления и последующего восстановления антикоррозионной наплавки или плакирующего слоя при наличии их и залегании дефекта ближе к внутренней поверхности.
Об объеме работы, связанной с удалением дефектов при ремонте швов толстостенных конструкций, можно судить по данным, приведенным в табл. 2. Следует иметь в виду, что в зависимости от метода удаления дефекта, формы и размеров применяемого инструмента фактическая длина выборки (разделки) и соответствующий ей вес металла может существенно увеличиться. Например, при выборке дефекта длиной 4 мм, снаружи на корпусе сосуда с толщиной стенки 160 мм, залегающего при несимметричной разделке в корневой части шва на глубине 130— 140 мм от поверхности, для обеспечения формы разделки, пригодной для последующей сварки, необходимо удалить более 13 кг металла.