苏州热工院：核电厂废液处理系统衬塑管道腐蚀检测与评估

2026-03-04 17:38:08 作者：腐蚀与防护来源：腐蚀与防护分享至：

衬塑管道是核电厂SEK系统的重要组成部分，尺寸为DN250 mm×7 mm。衬塑管道由管道基体、衬塑以及表面涂层组成，管道基体材料为碳钢，管道最高工作压力为0.4 MPa，内部介质为放射性废水。

目前对核电厂衬塑管道的检查采用开口检查的方式，该方法只能在大修期间开展，严重制约检测时间，影响大修工期，也不能及时发现问题。查询相关文献，未发现从衬塑管道外部直接检测衬塑和管道基体的方法。

压电陶瓷低频超声导波检测技术是一项新型的无损检测技术，对检测管道基体腐蚀检测有显著优势。检测原理是利用管道周向的探头模块，沿着管壁以适当的声波模式发射低频超声波，超声波在管壁上传播，当管道横截面积改变时，声波以一定比例能量返回探头，被导波接收传感器接收，然后通过对接收信号的分析来判断管道的腐蚀情况。

相控阵超声检测技术的C扫成像技术，对管道本体的腐蚀形貌检测有显著优势。技术利用指定顺序排列的线阵列或面阵列的阵元按照一定时序来激发超声脉冲信号，使超声波阵面在声场中某两点形成聚焦，增强对声场中微小缺陷的检测灵敏度，同时，可以利用对阵列的不同激励时序在声场中形成不同空间位置的聚焦而实现较大范围的声束扫查。管道检测时，可使用探头对管道本体进行扫查，从而确定管道基体的实际壁厚；通过相控阵C扫图，确定管道腐蚀的大体形貌。

基于此，苏州热工研究院有限公司的研究人员提出压电陶瓷低频超声导波与相控阵超声相结合的技术对衬塑管道进行检测。

超声导波标定试验

超声导波检测仪器没有相关标准及标定方法，此次标定选用已标定的样管进行试验。样管材料为碳钢，基本信息如下：

样管1

作为标准试块测试仪器的状态

长度4 m，直径219 mm，厚度6 mm

缺陷类型：环向沟槽8个

最小环向沟槽：5 mm×2 mm

样管2

作为标准试块测试仪器的性能、检测灵敏度

长度26 m，直径219 mm，厚度6 mm

缺陷类型：环向沟槽8个，平底孔8个

最小环向沟槽：5 mm×1 mm

最小平底孔：φ20 mm×1 mm

选用型号为Wavemaker G4的压电陶瓷低频超声导波检测仪，选用直径为8 in的探头，分别在样管1和样管2上进行仪器状态测试，结果如图1所示，可见仪器状态良好。

图1 仪器性能测试结果（F1，F2等表示特征信号）

Wavemaker G4型压电陶瓷低频超声导波检测仪可以检出横向环向刻槽（样管1）、横向环向刻槽（样管2）、平底孔1（样管2）、平底孔2（样管2，焊接封堵）、平底孔3（样管2，焊接封堵），轴向距离误差分别为2.9%，3.5%，2.5%，1.7%，3.1%。可知在φ219 mm×6 mm的碳钢管道上可检出的最小缺陷尺寸为φ20 mm×1 mm的平底孔和5 mm×1 mm的环向沟槽，环向沟槽的距离误差最大为3.5%，平底孔的距离误差最大为3.1%。

现场检测结果及分析评估

检测对象为某核电厂SEK系统衬塑管道。检测设备包括压电陶瓷低频超声导波检测系统和超声相控阵检测系统两套设备。

压电陶瓷低频超声导波检测系统包括低频导波探伤仪主机、压电陶瓷探头、电缆连接线，打气筒以及电脑。相控阵超声检测系统包括相控阵超声探伤仪主机、编码器，连接线以及探头。

压电陶瓷低频超声导波检测系统作为大面积检测手段，发现缺陷信号后，对缺陷信号进行定位，然后使用相控阵超声检测进行验证，判断实际壁厚，分析减薄趋势，通过验证结果判断管道基体的腐蚀状态，从而间接判断衬塑的基本状态。

衬塑管道基本情况

核电厂SEK系统衬塑管道，设计寿命为60年，工作介质为放射性废水（低放射性），最高工作压力为0.4 MPa，最高工作温度为60 ℃。管道公称直径为250 mm，壁厚为7 mm，每根管长约8 m，管道之间用法兰进行连接，共计长度约1200 m，管道材料为碳钢，管道要求最小允许壁厚为5 mm。

检测结果及分析

对整个SEK系统衬塑管道进行检测，发现11处异常位置，检测结果如图2所示，信息汇总如表1所示。