淺談核電廠管道水壓試驗

羅勇

摘 要：核安全重于泰山，為確保機(jī)組和系統(tǒng)能夠安全正常啟動壓力管道安裝完畢后，一般應(yīng)進(jìn)行水壓試驗來檢測焊口、法蘭強(qiáng)度與嚴(yán)密性。施工過程中遺留的法蘭緊固不好、焊口焊接不合格等缺陷。核電站核島輔助管道中，壓力試驗是在系統(tǒng)調(diào)試前，對所有管道系統(tǒng)（管道和焊縫）包括閥門（安全閥除外）等進(jìn)行全面的強(qiáng)度試驗。除對于輸送氣體的（主要指壓縮空氣和氮?dú)猓┕芫€進(jìn)行氣壓試驗外，其他所有的不銹鋼管道和碳鋼管道均需進(jìn)行水壓試驗（除非試驗流程圖TFD中另有說明）。由于各個系統(tǒng)獨(dú)有的特性，決定了水壓形式多種多樣：有的是整個系統(tǒng)參與水壓試驗，有的只是系統(tǒng)的一部分；有些系統(tǒng)壓力相同、管線相互連接可合在一塊進(jìn)行，一些系統(tǒng)由于其復(fù)雜性或壓力不同，進(jìn)行了分段、分區(qū)域水壓試驗。管道水壓試驗介質(zhì)一般為施工用水或消防水，而除鹽水系統(tǒng)水壓試驗則必須使用除鹽水，達(dá)到防止水污染的目的。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)度；嚴(yán)密性；水壓試驗

1 核電廠水壓試驗前的準(zhǔn)備

1.1 先決條件檢查

水壓試驗前必須編制質(zhì)保數(shù)據(jù)包（QADP），質(zhì)保數(shù)據(jù)包的所有文件需經(jīng)監(jiān)理單位檢查確認(rèn)，滿足條件后才可以進(jìn)行。

水壓試驗必須有一個VFT（可進(jìn)行試驗的有效狀態(tài)）狀態(tài)的試驗流程圖TFD。壓力試驗的各種信息將在TFD文件上提供，包括：等軸圖圖號、支架圖號的管線詳細(xì)清單（VFT狀態(tài)）、試驗壓力、周圍環(huán)境溫度、試驗流體類型，充水（氣）、排氣、加壓（泵）、排水（卸壓）、連接壓力表、連接溫度指示器（如需要）、連接安全裝置（安全閥）、在試壓泵出口的控制閥后設(shè)置的臨時系統(tǒng)裝置、臨時盲板設(shè)施（及其規(guī)格）、閥門狀況（包括開啟或關(guān)閉細(xì)節(jié)）等各項接口和支管的位置。

待試驗管道系統(tǒng)必須已基本安裝完工并已提交滿足合同要求的無損檢驗結(jié)果，所有必需的完工操作（表面光潔度，清潔度，標(biāo)記等）也已完成。

需檢查試驗設(shè)備和消耗品的可用性與良好狀況，所有設(shè)備和消耗材料必須具備且處于完好的操作狀態(tài)。特別要對試驗用的監(jiān)測儀器和控制指示儀器的標(biāo)定有效期進(jìn)行認(rèn)真檢查。

當(dāng)以上條件具備時，水壓試驗必須事先得到監(jiān)理單位的批準(zhǔn)，方可進(jìn)行水壓試驗。水壓試驗日期和時間須征得監(jiān)理單位以及受命的現(xiàn)場安全組織（如果需要）的同意。試壓前按TFD要求調(diào)整閥門的開/關(guān)狀態(tài)，安裝臨時設(shè)施，然后向系統(tǒng)充水。

1.2 通用規(guī)定

水壓試驗時，所有要檢查的表面應(yīng)該清潔，不允許有任何殘留的油漬痕跡或液體滲透劑、標(biāo)識用的膠帶、潤滑脂痕跡和冷凝水跡；

設(shè)備或試壓回路上部要考慮排氣的可能性，下部要考慮疏水的措施。采用的檢驗器具不應(yīng)遮蓋要檢查表面；待試驗的回路周圍應(yīng)暢通，并準(zhǔn)備一些有助于全面檢查它們外表面的腳手架、跳板等；若是用碳鋼制造的輔助管道，允許在現(xiàn)場進(jìn)行水壓試驗之前對工廠焊接的焊縫涂漆；膨脹節(jié)及波紋軟管不必做試驗，且必須采取相應(yīng)的措施隔開；在回路系統(tǒng)試驗時，止回閥門應(yīng)予以旁通，安全閥與系統(tǒng)隔開，噴淋系統(tǒng)做水壓試驗時，噴頭應(yīng)堵上。

1.3 安全規(guī)定

確保操作人員和其他人員安全的一切必要措施，特別是在試驗區(qū)域設(shè)置安全警示設(shè)施，如“警告”和“禁止非試驗人員進(jìn)入”標(biāo)牌、標(biāo)記試驗區(qū)域和系統(tǒng)的警告帶，告知和確保工作人員及其它操作人員注意安全，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行加壓時，警告系統(tǒng)必須就位。

1.4 試驗用水溫度

試驗用水溫度應(yīng)與設(shè)備材料的力學(xué)性能相匹配。對于鐵素體鋼制造的設(shè)備或管道要采取避免脆性斷裂危險的必要預(yù)防措施。

在任何情況下，水溫要足夠高，以保證進(jìn)行水壓試驗設(shè)備和管道無結(jié)冰的危險。

2 核電廠水壓試驗階段

2.1 升壓及升壓速度

只有在設(shè)備的溫度穩(wěn)定后方能升壓。無特殊要求時升壓速度應(yīng)不超過1MPa/min（10巴/分鐘）。在達(dá)到試驗壓力的95%時，維持一段時間以使壓力平穩(wěn)。隨后，繼續(xù)逐漸加壓，直至試驗系統(tǒng)最高點(diǎn)處達(dá)到試驗壓力，壓力維持時間應(yīng)足夠保證承包商QC（兩級）和監(jiān)理單位進(jìn)行聯(lián)合檢查。

當(dāng)設(shè)計技術(shù)規(guī)格書規(guī)定要測量變形時，要有一些中間壓力保持時間，各個中間壓力保持時間應(yīng)與部件或回路檢查相適應(yīng)。

2.2 水壓試驗溫度

水壓試驗必須在大于水凍結(jié)溫度4℃以上條件下進(jìn)行。

2.3 水壓試驗壓力及保持時間

對于符合RCCM C5200范圍的管道回路試驗壓力不應(yīng)低于運(yùn)行中最高壓力的1.5倍，其它管道回路試驗壓力為組成該系統(tǒng)設(shè)備最低設(shè)計壓力的1.1倍。并有如下時間規(guī)定：

（1）每厘米最小壁厚保持6min，泵最短為15min。

（2）其它部件為10min。

3 核電廠水壓試驗后的相關(guān)工作

3.1 水壓試驗后管道的濕保養(yǎng)

（1）水壓試驗后，系統(tǒng)ASG，RRI，DEG，DEL，SER中的水降壓至濕保養(yǎng)壓力后保留，并加以適當(dāng)?shù)木鏄?biāo)記進(jìn)行濕保養(yǎng)，直到相關(guān)的子系統(tǒng)（也就是部分EESR中的）的最后一個水壓試驗回路已完成。整個子系統(tǒng)（也就是相關(guān)的所有水壓試驗的）的尾項工作即將執(zhí)行，這些尾項工作包括：水壓試驗后應(yīng)立即執(zhí)行的工作；管道與 EM3/EM9設(shè)備的連接；TFD間或子系統(tǒng)間的連接；調(diào)試時臨時裝置的安裝；其他要求的安裝活動。即所有使系統(tǒng)進(jìn)入EESR狀態(tài)的安裝活動。記錄下子系統(tǒng)的排空日期，并注意從部分EESR中的最后一個水壓試驗回路完成到B版EESR的簽發(fā)這段時間不超過三個月。若超過三個月，必須報監(jiān)理單位，并重新采取保養(yǎng)措施。（2）可能的沖洗。如果由于某些原因，試驗流體質(zhì)量不符合要求，必須仔細(xì)地用A級脫鹽水沖洗所有試驗系統(tǒng)管線。（3）再加壓到濕保養(yǎng)壓力。排水和沖洗后，將系統(tǒng)充滿符合RCC-M標(biāo)準(zhǔn)的介質(zhì)。將所有設(shè)備，附件、支管和旁路中的氣體仔細(xì)排除后將系統(tǒng)加壓到濕保養(yǎng)壓力，即在高點(diǎn)處壓力為1bar，然后關(guān)閉所有邊界閥門，維持壓力的充水設(shè)備要保留。（4）保養(yǎng)期的檢查。最高點(diǎn)壓力必須略高于1bar。此壓力須每周檢查一次，并在周記錄上標(biāo)明日期和壓力。每月抽樣檢查一次介質(zhì)的PH值（用PH試紙）和清潔度。如果PH值低于8，或者水中有可見雜質(zhì)，應(yīng)將系統(tǒng)排空，并用符合RCC-M標(biāo)準(zhǔn)的介質(zhì)沖洗，然后立即再用新的符合RCC-M標(biāo)準(zhǔn)的介質(zhì)充滿系統(tǒng)，并將壓力重新升到1bar。

3.2 核電廠水壓試驗驗收準(zhǔn)則

管道的外壁和焊縫處無泄漏則可接受；如滿足以下條件，則隔離裝置上的泄漏是可接受的。

（1）這些泄漏量不影響試驗壓力的保持（加水或不加水）；（2）它沒有阻礙檢查。

如果管道無明顯永久變形，就可接受；在整個試驗壓力維持時間內(nèi)，壓力表讀數(shù)必須保持恒定。但由于閥門密封的滲漏引起壓力下降，只要在一段時間內(nèi)壓力輕微有變化（30分鐘變化值<1%），則可接受。

4 核電廠水壓試驗保留項目（不參與試壓）

由于水壓試驗過程中壓力較大，部分物項容易損壞，故需在水壓試驗過程中拆除，主要物項有：流量監(jiān)測器的孔板或限流器（KD）；薄膜閥孔板（DI）；安全閥；流量顯示器（SD）；膨脹接頭（JD）；流量計（QD）；軟管（FL）；流速測量器（MD）；快速接頭（WU）；減振器（DAB）或（DAH）；液位指示玻璃管；旋轉(zhuǎn)式流量計；噴射器、注射器（EJ）；堵頭、管帽（試壓后焊接）；盲板法蘭（排氣、排水）（JP）；泵、罐等設(shè)備法蘭的最后聯(lián)接；噴嘴；釋放彈簧箱；消防噴頭。

參考文獻(xiàn)

[1]RCC-M.壓水堆核島機(jī)械設(shè)計和建造規(guī)則[S].（2000版和2002補(bǔ)遺）.

[2]GB20801.5-2006.壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 檢驗與試驗[S].