核电厂水池不锈钢覆面泄漏检测技术分析
核电厂水池不锈钢覆面泄漏
检测技术分析
刘桂刚，崔甫超，王金友
（福建福清核电有限公司，福建福清350308）
摘要：
针对国内某核电厂燃料转运水池不锈钢覆面泄漏问题，使用液体渗透检测、反渗法、分层盛水试验、真空发泡法、氦检漏方法进行查漏，成功查到漏点。氦检漏方法一次成功定位漏点，分析液体渗透检查、盛水试验、反渗法的漏检原因。结合各种方法的原理特点，对比分析各方法在水池查漏中的优缺点，给出使用注意事项。燃料转运水池查漏工作具有检查范围大、辐射剂量高、工作时间受限、需尽快定位漏点的特点，提出有效的工作流程，为乏燃料水池、反应堆水池、堆内构件水池等类似结构的查漏工作提供了参考。
关键词：
不锈钢覆面；泄漏；氦检漏中图分类号：TG115.28文献标志码：
B 文章编号：
1001-2303（2019）04-0196-04DOI ：
芹菜猪肉饺子馅怎么调好吃10.7512/j.issn.1001-2303.2019.04.36Analysis on leak detection technology of stainless steel overlay in nuclear power plant pool
LIU Guigang ，CUI Fuchao ，W ANG Jinyou
（Fuqing Nuclear Power Plant ，Fuqing 350308，China ）
Abstract ：
For the problem of leak of stainless steel overlay in fuel transfer tank of a nuclear power plant in China ，the liquid penetration test ，vacuum foaming method ，layered water test ，reverse osmosis method and helium leak detection method are used to find the leak
point successfully.Helium leak detection method successfully locates the leak point once ，and the causes of missed inspection of liquid penetrant inspection ，water-bearing test and reverse osmosis method are analyzed.Combining the principle features of various methods ，the advantages and disadvantages of various methods are compared and analyzed ，and the notes for use are given.The fuel transfer pool leak detection has the characteristics of large inspection scope ，high radiation dose ，limited working time ，and need to locate leak point as soon as possible ，an effective workflow for leak detection of stainless steel overlay in fuel transfer tanks is proposed ，which provides reference for leak detection work of similar structures such as spent fuel pool ，reactor pool and internal component pool.Key words ：
stainless steel overlay ；leakage ；helium leak detection 本文参考文献引用格式：刘桂刚，崔甫超，王金友.核电厂水池不锈钢覆面泄漏检测技术分析[J].电焊机，2019，49（04）：196-199.
收稿日期:2019-04-01
作者简介：刘桂刚（1987—），男，本科，工程师，主要从事核电厂焊接技术、无损检测工作。E-mail ：liugg@cnnp 。
0前言
为防止放射性物质的渗漏，燃料转运舱全部使
用不锈钢板包覆，由于安装、不锈钢覆面质量或使用环境影响等原因，在燃料转运舱安装后验收及生产运行中，可能产生贯穿性缺陷导致泄漏[1-2]。由于漏点通常较小，且燃料转运舱体积大，漏点定位困难，需要耗费大量时间查漏点。结合某电厂燃料转
运舱实际查漏的案例，分析不同查漏方式的优缺点，
概括出实用、有效的查漏方案，对燃料转运舱及堆内构件池、堆芯水池等查漏具有重要的借鉴意义。
1燃料转运舱查漏过程及漏点信息
燃料转运舱水池一端通过转运通道与换料水池连接，另一端通过KX 水闸门与乏燃料水池连接，
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设计标高7.50~20.15m，容积约270m3，是核燃料在
K厂房乏燃料水池与R厂房压力容器之间转运的
通道，在装卸料时要求满水，其他时候可以排空[3]。
为防止盛水的渗漏，燃料转运舱池底和池壁均采用
厚度3mm的不锈钢覆面。
某电厂在机组首次装料期间发现燃料转运舱
有泄漏，漏量为5滴/s，在泄漏前该水池满水状态近
20天一直未有泄漏，装料完成后对水池进行查漏，
穿越千年之三国行查漏工作总耗时2年，查漏过程如图1所示。
图1燃料转运舱查漏过程
渗体渗透（简称PT）检测对象为所有不锈钢覆
面母材及焊缝，每个阶段都重复检查2~3次，共发现
7处显示，经打磨后PT检测和真空发泡法（简称LT）
验证，均非漏点。
在盛水试验时直到满水水位，保持25天，未发
现泄漏；排水重新充满水后，在50天左右再次泄漏，
连续2个月观察泄漏量变化情况，发现漏量最大为
2滴/s（小于初次发现的漏量），最小为再次消失，大
部分漏量在2~20滴/min之间无规律变化。
反渗透检查未发现漏点。氦检漏检测从燃料转
运通道预埋件土建缝隙中充氦气，从钢覆面处检测，
发现在距离燃料转运小车第二个支撑157mm处的
钢覆面母材上存在1个漏点，漏点位置如图2所示，
漏率为2.0×10-6Pa·m3/s，比本底漏率（充氦前本底
2.4×10-9Pa·m3/s，充氦后2h因氦气厂房20m泄漏，
本底上升至10-8Pa·m3/s量级）高出3个数量级，其
他位置未发现漏点。漏点用肉眼难以观察到，先使用
PT检测验证一次成功，显示呈圆形直径1mm（见
图3），再使用真空发泡法验证一次成功，观测到连
续的起泡。
在氦检漏前，漏点位置没有经过真空盒发泡法
检查，但进行了反复液体渗透检查4次和1次反渗
法检查。反渗法未检查到漏点的原因可能为靠近燃
料转运小车支撑，钢覆面未能处理干燥，漏点间隙
中的水未能反渗到表面。液体渗透检测未发现漏点
的原因可能是大面积实施检测，表面未清理干净或
该处显像时间不够，漏点处无液体渗透显示或有显
示而检测人员疏忽未观察到；前期施加的渗透剂可
能干燥堵住了漏点，影响后续的检测。
提高弹跳最好的方法2检漏技术优劣分析
水池检漏的技术主要有液体渗透、反渗法、盛水
试验、真空发泡法、氦检漏等，各种技术均有优劣
点，在查漏过程需配合使用。
2.1液体渗透检查
液体渗透检测利用渗透剂渗入工件表面缺陷
内，再使用显像剂使其显示出缺陷，是一种表面缺
陷的无损检测方法。
液体渗透检查优点：操作简便，不受结构形状
限制，能够检测燃料转运舱所有表面区域。
液体渗透检查缺点：大面积实施检测时，受检
测人员技能经验、责任心的影响明显，不同人员的
检测结果可能不一样；漏点处硼结晶、杂质堵塞，或
前次干燥渗透剂残留，影响检测效果。
2.2反渗法
反渗法是一种特殊的液体渗透检查，相对于常
规液体渗透检查减少了施加渗透剂的步骤，直接施
加显像剂，将漏点间隙中的水通过毛细作用反渗至
显像剂中。
图2漏点位置
图3漏点PT显示
反渗法检查优点：具有液体渗透检查的优点；漏点间隙中的水未干燥，硼结晶、杂质堵塞的可能性很小，未使用渗透剂不会造成漏点堵塞。
反渗法检查缺点：必须在燃料转运舱排水后直接实施，否则漏点间隙处的水干燥后，该方法无效，受检查窗口时间限制，检查区域有限；钢覆面和焊缝表面的水渍需要擦干，而池底存在大量区域难以擦干（如燃料转运装置的支撑附近），影响检测；水反渗到显像剂，观察难度大。
2.3盛水试验
燃料转运舱盛水不同的深度并保持一段时间，通过观察引漏管（或原发现泄漏处）是否有水漏出及漏量的大小判断漏点的高度区间。
盛水验证漏点优点：判断高度区间后，能够缩小查漏区域，提高查漏效率。
盛水验证漏点缺点：水从漏出至引漏管处可观察，有一定滞后时间，具体时间无法确定。漏点较小时，盛水验证方法有效性差，小漏点易堵塞或局部应力作用暂时闭合，漏量不稳定，变化较大，甚至存在盛水至最高水位长时间不漏的情况。在某个水位未发现泄漏，并不能判断该水位以下区域无漏点，在某个水位发现泄漏，则能给出该水位以下区域有漏点的结论，且不能判断漏点是否在该水位与上个无泄漏水位之间。
中央音乐学院考级2.4真空发泡法
将起泡溶液涂覆在受检表面，再将真空盒置于焊缝上，通过真空泵抽吸使盒内为负压，观察是否有气泡来判断漏点。
真空发泡法优点：灵敏度较高，可以直观、可靠地确认漏点位置。
真空发泡法缺点：非平面位置、特殊结构需要特制真空盒；检测效率低、速度慢。
2.5氦检漏
从燃料转运舱的引漏管处或者燃料转运通道预埋件土建缝隙中充入氦气，使燃料转运舱钢覆面背部与土建结构之间充满氦气，使用氦检测吸在水池内部检测通过漏点的氦气。
氦检漏优点：检测灵敏度和效率较高。池底的燃料转运装置支撑遮挡的钢覆面和焊缝，能够在不拆除支撑的情况下检查该区域是否存在漏点。
氦检漏缺点：燃料转运舱钢覆面在厂房20m平台与墙体混泥土之间不具有密封性，故钢覆面背部无法形成密闭空间，同时钢覆面设计上是正向承压，背面压力过大，有钢覆面鼓起变形的风险，故通过减压阀控制氦气出口压力[4]，无法测量和保证燃料转运舱钢覆面背部与土建结构空间中一定氦气的正压力。
3水池泄漏查漏思路
水池不锈钢覆面的面积大，漏点定位困难；商运后水池中的辐射剂量较高，单个人员和总体作业时间受限制，需要高效率查到漏点；水池泄漏产生放射性废水，长时间泄漏有漏点扩大危及乏燃料安全，需要尽快查到漏点。
结合漏点产生原因以及查漏方法的优缺点，在处理水池泄漏案例上进行优化，提出有效的查漏工作流程如图4所示。
图4优化燃料转运舱查漏流程
3.1异常情况调查
发现泄漏后，首先分析是否存在异常情况，如异常外力或者外来物砸伤导致泄漏。分析可能影响的区域，先目视检查钢覆面表面，查凹痕或砸伤等，对影响区域进行液体渗透和真空发泡检查。懵懂爱情
3.22m以下区域查漏
如无异常情况，怀疑焊缝或钢覆面因各种可能缺陷扩展导致泄漏，或有异常情况未定位漏点，则采用各检测方法进行查漏。2m以下区域由于是主要活动区域，首先进行查漏。
查漏顺序依次采用反渗透法、真空盒发泡法、氦检漏、渗透检查。反渗透法要在排水后立即实施。
真空盒发泡法的检测效率低，并且常规真空盒装置适用位置有限，仅选择性地使用在部分重点怀疑区域（如靠近拐角位置的对接焊缝），为减少漏点堵塞的可能性，先于渗透检查实施[5]。
氦检漏效率和灵敏较高，优先于渗透检查实施。可以从引漏管充氦，也可以制作简易装置从燃料转运通道预埋件土建缝隙中充氦；充入氦气后，大量
核电焊接第源9卷
氦气从20m平台处迅速泄漏到厂房中，氦气本底相应上升，为了降低本底氦浓度上升的影响，将水池分隔成约1m2的小区间并使用塑料薄膜一一覆盖，将氦检测吸伸入薄膜下检测；可以检查燃料转运
装置支撑等遮挡区域的漏点，确认区域有漏点后再拆除支撑进一步确定和定位。
液体渗透检查虽然操作简单，但受人为影响因素大，并且区别于标准液体渗透检查工作，查漏时渗透时间和显像时间更长，小尺寸显示也可能是漏点，需要检测人员细致、反复地实施；液体渗透显示需打磨处理后重新进行液体渗透检查和真空盒发泡法验证确认是否为漏点。
3.3盛水试验
采用逐步升水位的方法进行盛水试验。第一个水位平台为2m，保持15天，后续每个平台间隔2~ 3m，在m米平台发现泄漏，则可判定m米以下区域有漏点。泄漏水完全流出需要较长时间，上一平台的泄漏水会影响下一平台是否有泄漏的判断，不推荐采用逐步降水位方法。
3.42m至泄漏水位区域查漏
查漏方法和顺序与2m以下区域相同，注意受时间限制，反渗法检查的范围需根据脚手架搭设时间确定，不能全部区域实施反渗法；如满水水位未发现泄漏，则对2m以上所有区域进行查漏，或持续观察泄漏，再次泄漏时排水进行查漏。
4结论
（1）液体渗透检查在水池查漏时，受人为因素影响大，存在漏检。
（2）氦检漏方法应用于燃料转运舱查漏具有可行性，钢覆面上使用薄膜覆盖，能减少本底上升的影响。
（3）不同查漏方法合理组合能够提高燃料转运舱查漏效率。
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