《指套管端塞焊縫密封性試驗(yàn)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《指套管端塞焊縫密封性試驗(yàn)(4頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、指套管端塞焊縫密封性試驗(yàn)
賴新華虞紅佳趙敏
摘要:指套管端塞焊縫,進(jìn)行外表及目視檢驗(yàn),可發(fā)現(xiàn)存在的外表缺陷及異常,無法查找和確認(rèn)貫穿性缺陷;貫穿性缺陷的查找,現(xiàn)階段采用水壓試驗(yàn)進(jìn)行,靈敏度低下。在確定氦檢漏驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后,利用現(xiàn)有水壓試驗(yàn)裝置,加工一定工裝,對指套管端塞焊縫進(jìn)行密封性試驗(yàn),形成了一套標(biāo)準(zhǔn)檢漏工裝及工藝,可用于現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:指套管氦檢漏密封性試驗(yàn)
中圖分類號:TG115文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791〔2021〕11〔a〕-0045-03
Abstract:Referstothecasingendplugweld,surfaceandvisua
2、linspection,canfindtheexistenceofsurfacedefectsandanomalies,unabletofindandconfirmthepenetrationdefects;Atpresent,hydraulictestsareusedtofindthepenetratingdefects,andthesensitivityislow.Afterdeterminingtheacceptancestandardofheliumleakinspection,theexistinghydraulictestdeviceisusedtoprocesscertainwo
3、rkmanship,andthesealingtestoftheseamattheendofthesleeveplugiscarriedout,andasetofstandardleakinspectionworkmanshipandtechnologyisformed,whichcanbeusedforpracticalapplicationinthefield.
KeyWords:Casings;Heliumleakage;Sealabilitytest
壓水堆機(jī)組啟停、裝料及正常運(yùn)行期間,為給操縱員提供在裝料、啟動、功率運(yùn)行及停堆等反應(yīng)堆狀態(tài)下中子注量率信息,專門設(shè)置了堆芯中子通量分
4、布測量系統(tǒng)。中子通量測量系統(tǒng)主要由微型裂變室〔探測器,4或5通道〕、指套管〔38或50根〕、堆內(nèi)儀表導(dǎo)向管以及中子探測器傳動系統(tǒng)組成【1】。
導(dǎo)向管均成“L型〞,上端與反應(yīng)堆壓力容器底部管座焊接,下端通過貫穿件與手動閥密封組件焊接,導(dǎo)向管內(nèi)壁與一回路水直接接觸承受與壓力容器相同的壓力,是反應(yīng)堆壓力容器的延伸。
導(dǎo)向管包容著可抽出的指套管,指套管前端材質(zhì)為Z2CN18-10、指套管材質(zhì)為Z5CND17-12,兩不銹鋼部件之間采用焊接的方式進(jìn)行連接〔端塞焊縫〕,外徑為8.6mm、內(nèi)徑為5.2mm,壁厚為1.7mm,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
為了保證指套管的密封性,防止由于指套管的破損而造成一回路冷
5、卻劑泄漏,進(jìn)而觸發(fā)“套管破損探測器〞發(fā)出警告信號,需要對指套管以及其端塞焊縫進(jìn)行相應(yīng)的密封性試驗(yàn)。
1密封性試驗(yàn)需求
反應(yīng)堆運(yùn)行期間,指套管長期處于高溫高壓、輻照環(huán)境中;反應(yīng)堆卸料期間,需要將指套管從導(dǎo)向管中抽出或降低高度;反應(yīng)堆裝料完成后,需要重新將指套管從導(dǎo)向管中插入堆芯燃料組件內(nèi)。在屢次操作和運(yùn)行工況的影響下,指套管容易發(fā)生磨損,造成減薄,甚至發(fā)生斷裂,造成貫穿性泄漏。
指套管安裝前,對其端塞焊縫進(jìn)行外表及液體滲透檢驗(yàn),以盡可能發(fā)現(xiàn)焊接過程中產(chǎn)生的外表缺陷及異常,并采用水壓試驗(yàn)的方式對指套管及其端塞密封焊縫進(jìn)行密封性試驗(yàn),以驗(yàn)證其密封性。在役期間,由于不能精確預(yù)測指套管的磨損率,一
6、般采用渦流檢驗(yàn)的方法定期檢驗(yàn)指套管的磨損情況,以確定指套管是否存在減薄。
指套管服役前所進(jìn)行的水壓試驗(yàn),存在靈敏度低下、平安風(fēng)險高、試驗(yàn)完成后仍需對指套管進(jìn)行烘干等不利因素;在役期間所實(shí)施的渦流檢驗(yàn),為了防止渦流檢驗(yàn)探頭屢次摩擦指套管端塞焊縫而造成損傷,其檢驗(yàn)范圍一般為指套管管口至距離指套管端塞焊縫1m處,未能實(shí)現(xiàn)對指套管的100%檢驗(yàn)以及對端塞焊縫的檢驗(yàn)。為了提高密封性試驗(yàn)的靈敏度,并對指套管進(jìn)行全面檢驗(yàn),針對端塞焊縫開展氦檢漏試驗(yàn),以確定一套適用檢驗(yàn)工藝。
2可行性試驗(yàn)
方法簡介
氦質(zhì)譜檢漏技術(shù),是采用氦氣作為示蹤氣體,施加于泄漏部位,并通過氦質(zhì)譜檢漏儀對泄漏部位溢出的氦氣進(jìn)行探測
7、的一種檢漏技術(shù)。
氦質(zhì)譜檢漏技術(shù),是核工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的檢漏方法。氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏靈敏度已達(dá)110-11Pam3/s,甚至更高,完全能夠滿足檢驗(yàn)核設(shè)備的要求。
氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)又可以簡單地分為壓力法和真空法兩類。如果再細(xì)分,壓力法有充氦法、吸槍法;真空法有噴氦法、探漏盒法和氦罩法。核工業(yè)大型容器檢漏常用充氦法、探漏盒法和噴氦法;核用設(shè)備中的小容器檢漏通常選用噴氦法;核燃料原件生產(chǎn)過程中的檢漏,常用充氦法。
設(shè)想及器材
由于指套管長期處于輻照的工作狀態(tài),對指套管的密封進(jìn)行要求很高,同時其結(jié)構(gòu)非常細(xì)長,類似于核燃料原件。核燃料原件必須100%的進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏,每根核燃料元件的允許漏率為小于
8、1.3310-9Pam3/s〔對He漏率〕,鑒于指套管的各種特殊性,故將指套管端塞焊縫的氦氣泄漏率驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)確定為≤1.3310-9Pam3/s。
在進(jìn)行試驗(yàn)工裝準(zhǔn)備時,考慮利用現(xiàn)有條件,對指套管外部進(jìn)行充氦,同時,對指套管內(nèi)部進(jìn)行抽真空,以保障現(xiàn)場試驗(yàn)時,能夠到達(dá)-9數(shù)量級的檢漏靈敏度等級。另考慮由于指套管為細(xì)長工件,對其內(nèi)部進(jìn)行抽真空操作時,其末端〔端塞焊縫處〕有可能產(chǎn)生局部高真空的封閉狀態(tài),使得即使端塞焊縫處指套管內(nèi)部即使存在從外部泄漏而來的氦氣,卻無法通過抽真空裝置到達(dá)氦質(zhì)譜檢漏儀;為了解決這一預(yù)想困難,考慮采用外徑3mm的細(xì)塑料管〔有一定強(qiáng)度〕,穿過指套管直達(dá)端塞焊縫處,另一端直接與
9、氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏口進(jìn)行連接。為此,設(shè)計和加工了抽真空裝置見圖2、圖3。
〔1〕將真空計、校準(zhǔn)漏孔〔-9數(shù)量級〕分別安裝于抽真空裝置上,安裝完成后,將抽真空裝置與氦質(zhì)譜檢漏儀采用金屬波紋管進(jìn)行連接,系統(tǒng)連接后示意圖見圖4。
〔2〕系統(tǒng)連接后,關(guān)閉抽真空裝置上的抽氣及校驗(yàn)隔離閥,同時對與指套管打壓裝置連接端進(jìn)行封堵、對各密封部位采用真空泥進(jìn)行補(bǔ)充密封,使整個檢漏系統(tǒng)處于抽真空模式下。由于系統(tǒng)有效容積較小,直接采用氦檢漏儀進(jìn)行抽真空操作,以獲得穩(wěn)定真空度,確認(rèn)真空能夠建立后,對系統(tǒng)進(jìn)行排氣〔翻開抽氣隔離閥〕。
〔3〕排氣完成后,重新關(guān)閉抽氣隔離閥,翻開校驗(yàn)隔離閥和校準(zhǔn)漏孔自帶閥門。完成后,
10、采用氦質(zhì)譜檢漏儀重新進(jìn)行抽真空操作,以獲得校準(zhǔn)漏孔漏率讀數(shù),同時進(jìn)行記錄。
〔4〕按照圖2的方式,將外徑3mm的細(xì)塑料管〔30m長〕安裝于抽真空裝置內(nèi),一端與氦質(zhì)譜檢漏儀直接連接、另一端與校準(zhǔn)漏孔直接連接。系統(tǒng)連接后示意圖見圖5。
〔5〕對加裝塑料管后的檢漏系統(tǒng)進(jìn)行抽真空操作,以獲得校準(zhǔn)漏孔漏率讀數(shù),同時進(jìn)行記錄。
〔6〕對〔3〕步驟、〔5〕步驟所記錄的校準(zhǔn)漏孔漏率讀數(shù)進(jìn)行比較,未見明顯變化。
采用塑料管模擬狹長指套管內(nèi)部抽真空氣氛,所獲得的漏孔漏率讀數(shù)與直接將漏孔安裝于抽真空裝置上所獲得的漏孔漏率讀數(shù)根本一致,驗(yàn)證了采用塑料管對指套管端塞密封焊縫部位進(jìn)行抽真空操作的可行性;同時,
11、兩種檢漏狀態(tài)下,系統(tǒng)最小可檢漏率均能滿足泄漏率驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)所要求的靈敏度等級要求。該工裝可進(jìn)一步用于實(shí)際進(jìn)行指套管端塞焊縫的密封性試驗(yàn)操作。
3端塞焊縫密封性試驗(yàn)
按照以下步驟,對指套管端塞焊縫進(jìn)行氦檢漏試驗(yàn)操作。
〔1〕測量受檢區(qū)域及環(huán)境氦本底濃度,并進(jìn)行記錄。
〔2〕從指套管外圍壓力試驗(yàn)裝置內(nèi)充入氦氣〔表壓到達(dá)0.1MPa,保壓10min〕見圖6、圖7。
〔3〕采用吸槍對指套管打壓及充氣裝置各密封、接頭部位進(jìn)行檢驗(yàn),以排除存在的漏點(diǎn)。
〔4〕將真空計安裝于抽真空裝置上,并將抽真空裝置與指套管打壓裝置進(jìn)行連接。
〔5〕將3mm細(xì)管插入指套管內(nèi),并直達(dá)指套管端塞焊縫部位。
〔6〕將
12、標(biāo)準(zhǔn)漏孔安裝于校驗(yàn)隔離閥上端,保持標(biāo)準(zhǔn)漏孔自帶閥門關(guān)閉。
〔7〕將抽真空裝置與氦檢漏儀連接的波紋管進(jìn)行連接〔連接示意圖見圖8〕,并關(guān)閉抽真空裝置上的“抽氣隔離閥〞,翻開“校驗(yàn)隔離閥〞。
〔8〕采用氦檢漏儀對所連接的系統(tǒng)進(jìn)行抽氣,以到達(dá)氦檢漏儀所需真空度要求〔≤10Pa〕。
〔9〕真空建立后,關(guān)閉“校驗(yàn)隔離閥〞;翻開標(biāo)準(zhǔn)漏孔自帶閥門。
〔10〕翻開“校驗(yàn)隔離閥〞,對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,并記錄標(biāo)準(zhǔn)漏孔儀器讀數(shù)及響應(yīng)時間。
〔11〕系統(tǒng)標(biāo)定完成后,關(guān)閉“校驗(yàn)隔離閥〞。
〔12〕具備檢驗(yàn)條件,開始進(jìn)行檢驗(yàn)操作。
〔13〕在氦檢漏儀抽氣的整個過程中,觀察和記錄儀器讀數(shù)。
〔14〕氦檢漏完成后,
13、進(jìn)行排氣泄壓并撤除檢漏裝置。整個試驗(yàn)過程所用工器具見圖9。
4試驗(yàn)結(jié)論
按照第4節(jié)所述試驗(yàn)操作,能夠獲得滿足檢驗(yàn)要求的靈敏度,同時,所加工的工裝,安裝及操作較為簡便,能夠滿足實(shí)際檢驗(yàn)要求。
設(shè)計和形成的密封性試驗(yàn)系統(tǒng),能夠彌補(bǔ)渦流檢驗(yàn)等其他檢驗(yàn)方法在檢驗(yàn)范圍存在不可達(dá)、靈敏度不高等方面的缺欠;同時,也應(yīng)該認(rèn)識到,該試驗(yàn)操作僅能夠探測和發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的超過一定尺寸的泄漏,對磨損、減薄一類缺陷無法進(jìn)行預(yù)判。
參考文獻(xiàn)
【1】秦山第二核電廠培訓(xùn)系列教材,320,秦山第二核電廠系統(tǒng)及運(yùn)行[Z].2000.
2021,承壓設(shè)備無損檢測:泄漏檢測[S].
【3】壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)那么〔RCC-M2000版+2021補(bǔ)遺[Z].