什么叫做压力容器(缺陷表征准则条款的改进分析及对压力容器在役检查的应用)

美国机械工程师协会1998年至2000年XI增补版(简称1998版)规定，如果在对的运行检查中发现的迹象超过验收标准，可以通过分析和评估予以接受。如果通过分析和评估，认为可以继续使用，则对，一级零件有缺陷显示区，应在接下来的三个检验周期内重复检验，而对，二级零件只需在接下来的一个检验周期内重复检验。

但是，如果需要对对，可达性差的零件进行重复检查，那么大修周期的控制和人员剂量的控制都会产生很大的影响。因此，ASME卷，2013年版，对《重复检验和缺陷表征标准》等相关条款进行了完善，对那些具有潜在扩展趋势的缺陷给予了更多的关注，对那些不会影响对安全和质量的缺陷取消了重复检验。首先，本文将2013年XI卷的相关条款与对1998年的相关条款进行了比较。其次，对新条款的差异和制定原则进行了初步分析。最后，举例说明了该条款在核电厂压力容器筒体焊缝在役检验中的应用。

1规范差异对比率ASME卷XI，1998年版至2000年补充版(简称1998年版)是中国在建AP1000核电厂在役检验大纲所依据的文件。将最新版(2013版)的XI与对的it比率分析进行比较，不仅反映了最新的在役检验规范的发展，而且具有实际的工程意义。

与1998年ASME卷相比，2013年XI卷增加了IWA-3320(b)条，重复检验部分增加了IWB-2420(b)条和IWC-2420(b)条。详情见表1。新条款为1类和2类集装箱缺陷的重复检验提供了新的规则。2初步分析

本条款的目的是，对可以取消对，对集装箱中那些本质上没有威胁的缺陷(如材料制造或管道制造过程中产生的深埋缺陷)进行重复检查，即如果缺陷在整个寿命期内没有扩展或扩展率可以忽略不计，以满足对那些风险较高的区域(服务缺陷)进行全面检查的需要。支持制定本条款的理由主要包括以下几个方面。(1)深埋缺陷不与水环境接触，材料中的预期裂纹扩展速率极低。其次，在正常运行条件下，由于深埋缺陷所在区域的应力相位对较低，且不存在循环应力，所以驱动深埋裂纹扩展的应力在相位对；也较低

(2)西北大西洋实验室对表面缺陷和深埋缺陷的差异进行了定量研究，结果表明，与表面缺陷相比，深埋缺陷发生容器断裂的风险极低。例如，距离表面25毫米的缺陷#1导致容器失效，这大约是相同工作条件下表面缺陷的1/1 000。类似地，在相同的工作条件下，距离表面50毫米的缺陷#2约为缺陷#1的1/1 000。研究还表明，对于低于XI体积验收标准的深埋，疲劳裂纹扩展速率很低。即使深埋缺陷位于压力容器的环形区域，缺陷在断裂力学分析中的传播速度也很低，不容忽视。此外，这些分析结果已被多年的检验结果所验证；(3)大量检验结果表明，对对深埋缺陷的反复检验未发现任何缺陷扩展的迹象；

(4)无论是检测成本还是人员的剂量率，重复检测的实施都将非常高；(5)作为10年检查计划的一部分，后续检查仍将在对，的缺陷区域进行，但检查间隔将从40个月增加到120个月。

然而，美国机械工程师学会委员会认为，最初的表面进场规则(见如图2的附录C)是基于应力强度因子。由于缺陷和内表面之间的韧带区可能会屈服，如果根据原始表面接近规则对缺陷进行表征和分析，从而取消对对缺陷的重复检查，则可能不够可靠。特别是，如果表面邻近因子为0.4 Y=S/A1(如如图2中的B所示)之间的对缺陷根据原始规则被表征为深埋缺陷，则剩余的韧带区可能在后续操作中屈服甚至开裂。如果裂纹后缺陷与反应堆冷却剂接触，就有可能加速裂纹扩展。因此，美国机械工程师学会XI卷2013版规定，只有对的深埋缺陷有资格免于重复检查，如如图1号线的上部区域所示。直线A和直线B之间的阴影区域反映了新规则的保守性，即根据1998年XI卷，该区域中的缺陷被表征为深埋缺陷，根据2013年表征为表面缺陷。如直线A的倾斜部分所示，缺陷离容器表面的距离S随着缺陷尺寸A的增加而线性增加，即深度A越大，缺陷被表征为表面缺陷所需的距离S越长；而直线a的水平部分是本条款适用的下限。对值为0.25英寸的缺陷只有在值为0.25英寸时才能被定性为表面缺陷。

表面接近准则主要基于这样的原则，即当缺陷离表面之间的距离很近时，作用在剩余韧带区上的平均应力将超过材料的屈服应力。如果超过，在剩余的韧带区，将有断裂的风险，这将被描述为表面缺陷，因此应加强重复检查。3案例分析

3.1在役检查在某电厂换料大修期间，对对反应堆压力容器筒体环焊缝(环形区外)进行了超声波检测，发现有平面缺陷，具体参数见如图3。随后，使用纵波探头、45和60横波斜探头进行补充检查，最终确定缺陷为平面缺陷。

该缺陷的深长比a/l为0.05，对的a/t为3.4%，超过了ASME Xi IWB卷3510-1中2.2%的最大允许值，即超过了IWB 3510的验收标准。由于缺陷超过了IWB-3500中规定的允许缺陷尺寸，电厂采用美国机械工程师协会XI卷附录A中推荐的分析方法进行评估。3.2申请进行放松检查

根据10CFR50.55a的规定，即按照ASME规范的要求，电厂进行检查。如果这一过程不仅可以弥补安全和质量水平的提高，而且在检验过程中造成困难，可以建议放宽检验的申请。对电厂反应堆压力容器筒体环焊缝缺陷区域检查的先决条件包括：首先，所有燃料组件应从堆芯上拆除，然后拆除下部堆内构件。这些活动将占据大修的关键路径，如按计划完成约2.5天。除了现场培训、电厂支持和占用关键路径所造成的成本外，第一和第二周期使用自动检测设备的检测成本将远远高于第三周期。

在反应堆腔区组装和拆卸自动检测装置的剂量率约为1人雷姆。此外，在对检查压力容器时会产生2 ~ 3立方英尺的放射性废物。如果执行现行规定，人员剂量和废物量都将是3的倍数。如果检查仅在间隔结束时进行，剂量率水平和放射性废物将大大降低。综上所述，虽然检查范围较小，但在对因不作业造成的深埋缺陷重复检查不仅会提高安全和质量水平，还会产生巨大的成本压力和高剂量率。

(1)因此，电厂采用表1中的新内容作为替代条件，并满足以下条件，这是申请避免在间隔的第一和第二周期重复检查该缺陷的基础。(2)由于S=0.45 in，a=0.305 in，缺陷位于S=a的上部区域，其特征为深埋缺陷；

(3)该缺陷已通过ASME Xi IWB-3600节的评估，这意味着该缺陷可在电厂第一个40年运行寿命内通过评估和验收；此外，电厂将在间隔期结束时在对对该焊缝(包括缺陷区域)进行定期体积检查。

随着相应条件的满足，申请应该放松，并最终获得监管当局的批准。4结论

新版《对核电机组XI卷》基于ASME规范对缺陷表征和重复检查条款的改进，将有助于电厂在确保运行安全可靠的前提下，将更多资源投入到需要重复检查的服务相关缺陷领域，从而优化成本控制或剂量控制。