電氣貫穿件密封性能試驗(yàn)及安裝質(zhì)量控制

摘 要：電氣貫穿件作為安全殼的一部分，構(gòu)成反應(yīng)堆第三道安全屏障，用于保證貫穿安全殼的電氣導(dǎo)體的電氣連續(xù)性和密封性。它的密封性能的良好與否直接關(guān)系到安全殼的安全性能效果。因此，解讀電氣貫穿件的密封特性，對(duì)從事電氣貫穿件的安裝、質(zhì)量控制工作有著良好的指導(dǎo)和借鑒意義。核電系統(tǒng)中，電氣貫穿件安裝在安全殼上，用于電纜穿越安全殼的專用電氣設(shè)備。作為安全殼的一部分，構(gòu)成反應(yīng)堆第三道安全屏障；在反應(yīng)堆正常運(yùn)行和事故工況條件下（包括地震和失水事故），維持安全殼壓力邊界的完整性和用電設(shè)備的電氣連續(xù)性，防止放射性物質(zhì)外泄。

關(guān)鍵詞：電氣貫穿件密封泄漏密封性能試驗(yàn) 故障措施 質(zhì)量

中圖分類號(hào)：L74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（b）-0108-01

1 電氣貫穿件密封構(gòu)件

根據(jù)貫穿反應(yīng)堆安全殼電纜類型劃分，電氣貫穿件分為中壓電氣貫穿件和低壓貫穿件（本文以低壓貫穿件為例）。掌握電氣貫穿件的密封性能，首先應(yīng)了解電氣貫穿件的構(gòu)成，電氣貫穿件主要構(gòu)成部分為筒體組件、導(dǎo)體組件、監(jiān)測(cè)組件。

1.1 筒體組件

筒體組件是中低壓電氣貫穿件的主體結(jié)構(gòu)，焊接安裝在反應(yīng)堆安全殼的預(yù)埋套管上，其作用主要是用來(lái)安裝導(dǎo)體組件。

低壓電氣貫穿件筒體組件通過(guò)密封卡套組件來(lái)保證筒體組件和導(dǎo)體組件之間的密封性能。

1.2導(dǎo)體組件

低壓導(dǎo)體組件是由不同規(guī)格和數(shù)量的“絕緣包覆導(dǎo)體”、PEEK材料制成的不同芯數(shù)“密封模塊”和不銹鋼“保護(hù)套管”組成，通過(guò)“連續(xù)均衡擠壓”工藝實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體組件的成型。成型后導(dǎo)體組件本身具有較好的密封性能。

2 氣密性要求及相關(guān)密封性能試驗(yàn)

為保證電氣貫穿件的密封性能符合要求，必須經(jīng)過(guò)相關(guān)密封性能檢查試驗(yàn)驗(yàn)證，主要有充壓試驗(yàn)、整體密封性檢查、氦檢漏試驗(yàn)。

2.1 充壓試驗(yàn)

充氣壓力試驗(yàn)采用氮?dú)夂秃庾鳛榻橘|(zhì)，通過(guò)壓力表示數(shù)的變化能夠初步判斷電氣貫穿件的密封性能是否良好。由于氦氣作為單原子的惰性氣體，相對(duì)氮?dú)獗容^輕，在筒體內(nèi)多呈上半部分布。在保壓期間，能夠第一時(shí)間反應(yīng)筒體壓力示數(shù)的變化，方便快捷。具體充氣壓力試驗(yàn)的內(nèi)容包括系統(tǒng)連接、充壓。

2.2 整體密封檢查

電氣貫穿件現(xiàn)場(chǎng)充壓試驗(yàn)合格后應(yīng)進(jìn)行整體密封檢查。在20℃的條件下充入表壓為400kPa的干燥氮?dú)猓ǖ獨(dú)饧兌炔坏陀?9.2%）實(shí)施整體密封性能檢查，充壓過(guò)程為緩慢充壓，先充至總壓力的50%，然后按照充10kPa停1min逐步充壓至目標(biāo)值保壓317小時(shí)，保壓后若壓降小于20kPa，則電氣貫穿件整體密封性合格。

2.3 氦檢漏試驗(yàn)

氦檢漏試驗(yàn)是對(duì)電氣貫穿件整體密封性能檢查泄漏率超標(biāo)的進(jìn)一步試驗(yàn)，以低壓電氣貫穿件內(nèi)充純氦氣（氦氣純度不低于99.99%）作為示蹤氣體，利用氦檢漏儀嗅吸探頭對(duì)各密封位置進(jìn)行嗅吸定點(diǎn)檢測(cè)，確認(rèn)泄漏點(diǎn)。注意的是被檢件檢測(cè)前須采用高壓干燥氮?dú)獯祾弑粰z區(qū)域，方可進(jìn)行后續(xù)的氦檢漏試驗(yàn)，具體的氦檢漏試驗(yàn)步驟如下：

（1）控制減壓閥壓力，在0.5MPa-0.6MPa對(duì)電氣貫穿件充氣至400kPa實(shí)際氦氣體積百分比濃度不低于20%），保壓10min，連接好各部件后啟動(dòng)儀器，設(shè)置氦檢漏儀參數(shù)。（2）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漏孔檢測(cè)，讀取標(biāo)準(zhǔn)漏孔在儀器上的讀數(shù)變化值Ⅰ0；（3）按照從下到上順序?qū)χ袎?、低壓電氣貫穿件端板與導(dǎo)體組件各個(gè)密封處以及壓力監(jiān)測(cè)組件各連接密封位置進(jìn)行檢測(cè)，探頭距離小于3mm，停留的時(shí)間大于3倍儀表反應(yīng)時(shí)間，檢測(cè)有漏氣時(shí)應(yīng)立即拿開(kāi)探頭并且等待儀器數(shù)值回到本底值后再查，如果有漏需等儀器數(shù)值穩(wěn)定后讀取各檢測(cè)讀數(shù)變化值Ⅰ1。

3 故障項(xiàng)及采取措施

3.1 導(dǎo)體組件密封不嚴(yán)

導(dǎo)體組件若檢測(cè)發(fā)現(xiàn)泄漏，則應(yīng)采用以下方法來(lái)解決：將力矩扳手再次擰緊壓緊螺母到400N·m，并保持30秒的時(shí)間；另外也可以適當(dāng)?shù)脑黾恿兀ㄗ畲蟛怀^(guò)550N·m）對(duì)其進(jìn)行再次擰緊；若還在泄漏，則將導(dǎo)體組件進(jìn)行拆卸，并檢查端板安裝孔和導(dǎo)體組件的保護(hù)套管的表面，若有劃痕或其他缺陷存在，可用規(guī)格為320目的打磨砂紙進(jìn)行處理；處理完成后重新更換一個(gè)新的金屬卡套進(jìn)行重新安裝。若導(dǎo)體組件保護(hù)套管和端板安裝孔的表面質(zhì)量均無(wú)問(wèn)題，則直接更換金屬卡套進(jìn)行再次安裝。

3.2 壓力監(jiān)測(cè)組件密封不嚴(yán)

壓力監(jiān)測(cè)組件若泄漏不符合要求，可對(duì)壓力監(jiān)測(cè)組件中的各連接處進(jìn)行緊固，每次緊固行程不可超過(guò)1/4周，直到合格為止。若緊固一周后仍然有部位達(dá)不到要求，則對(duì)該部位進(jìn)行拆除，清理干凈后更換密封卡套重新進(jìn)行裝配。值得注意的是在壓力監(jiān)測(cè)組件拆除時(shí)需用手輕輕支撐引壓管，向外拔出時(shí)最好使其不旋轉(zhuǎn)或晃動(dòng)，以免對(duì)端板上的密封面產(chǎn)生損傷。

4 控質(zhì)要點(diǎn)和手段

為了保證電氣貫穿件的密封性能可靠，從電氣貫穿件密封構(gòu)件的安裝到相關(guān)密封性能試驗(yàn)，需全過(guò)程、全環(huán)節(jié)做好把控。

4.1 密封構(gòu)件安裝

4.1.1 壓力監(jiān)測(cè)組件安裝

在對(duì)壓力監(jiān)測(cè)組件安裝質(zhì)控工作時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面問(wèn)題：（1）壓力表是否完好，表盤(pán)、密封堵帽是否完好，氣源管管口是否有效封堵（管罩）；（2）監(jiān)測(cè)組件卡套組錐孔和螺紋孔表面是否經(jīng)過(guò)丙酮清洗；（3）￠10壓緊螺母的擰緊力矩值是否滿足要求；（4）安裝完成后的成品保護(hù)是否有硬保護(hù)。

4.1.2 筒體組件安裝

控質(zhì)重點(diǎn)應(yīng)把握：筒體組件起吊過(guò)程是否符合程序要求；筒體有無(wú)機(jī)械損傷；焊接法蘭與預(yù)埋套管的組焊是否符合焊接工藝評(píng)定規(guī)程；焊接坡口是否按照RCC-M中S7700的規(guī)定進(jìn)行液體滲透試驗(yàn)、超聲波檢測(cè)試驗(yàn)。

4.2 相關(guān)密封性能檢查及實(shí)驗(yàn)

充壓試驗(yàn)及密封性能試驗(yàn)

1充壓壓力試驗(yàn)所用的壓力表量程是否在試驗(yàn)壓力的1.5-4倍的范圍內(nèi)選擇；2選用的壓力表精度等級(jí)是否不低于1.6級(jí)；3查驗(yàn)氦氣瓶是否經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格，且氦氣的純度不低于99、99%；4確認(rèn)被檢區(qū)域是否經(jīng)過(guò)高壓干燥氮?dú)獯祾摺?/p>

4.3 質(zhì)量問(wèn)題處理

在對(duì)方家山核電1#核島R347電氣貫穿件充壓試驗(yàn)后，壓力表示值在規(guī)定要求范圍內(nèi)，但變化幅度較大；繼續(xù)進(jìn)行整體密封性能檢測(cè)保壓，在未到保壓期限情況下，壓力表示值下降到零。由此判斷整體密封性能不合格。為避免電氣貫穿件筒體組件及導(dǎo)體組件受潮，第一時(shí)間要求對(duì)電氣貫穿件本體進(jìn)行充干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電氣貫穿件本體主要結(jié)構(gòu)論述，確定了電氣貫穿件密封防護(hù)的工作重點(diǎn)及處理泄漏的常用方法，通過(guò)密封構(gòu)件結(jié)構(gòu)的層層剝離，進(jìn)而判斷分析電氣貫穿件密封防護(hù)的控質(zhì)重點(diǎn)、難點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 13538-1992 核電廠安全殼電氣貫穿件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).

[2]劉曉，錢(qián)達(dá)志，王明珊，等.研究堆低壓電氣貫穿件的密封性能[J].原子能科學(xué)技術(shù)，2011（1）.

[3]羅志遠(yuǎn)，王廣金，周斌.研究堆低壓電氣貫穿件導(dǎo)體組件的研制[J].核動(dòng)力工程，2007（2）.