淺談核電廠管道水壓試驗

羅勇

摘 要：核安全重于泰山，為確保機組和系統能夠安全正常啟動壓力管道安裝完畢后，一般應進行水壓試驗來檢測焊口、法蘭強度與嚴密性。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，壓力試驗是在系統調試前，對所有管道系統（管道和焊縫）包括閥門（安全閥除外）等進行全面的強度試驗。除對于輸送氣體的（主要指壓縮空氣和氮氣）管線進行氣壓試驗外，其他所有的不銹鋼管道和碳鋼管道均需進行水壓試驗（除非試驗流程圖TFD中另有說明）。由于各個系統獨有的特性，決定了水壓形式多種多樣：有的是整個系統參與水壓試驗，有的只是系統的一部分；有些系統壓力相同、管線相互連接可合在一塊進行，一些系統由于其復雜性或壓力不同，進行了分段、分區域水壓試驗。管道水壓試驗介質一般為施工用水或消防水，而除鹽水系統水壓試驗則必須使用除鹽水，達到防止水污染的目的。

關鍵詞：強度；嚴密性；水壓試驗

1 核電廠水壓試驗前的準備

1.1 先決條件檢查

水壓試驗前必須編制質保數據包（QADP），質保數據包的所有文件需經監理單位檢查確認，滿足條件后才可以進行。

水壓試驗必須有一個VFT（可進行試驗的有效狀態）狀態的試驗流程圖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清單（VFT狀態）、試驗壓力、周圍環境溫度、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置的臨時系統裝置、臨時盲板設施（及其規格）、閥門狀況（包括開啟或關閉細節）等各項接口和支管的位置。

待試驗管道系統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果，所有必需的完工操作（表面光潔度，清潔度，標記等）也已完成。

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

當以上條件具備時，水壓試驗必須事先得到監理單位的批準，方可進行水壓試驗。水壓試驗日期和時間須征得監理單位以及受命的現場安全組織（如果需要）的同意。試壓前按TFD要求調整閥門的開/關狀態，安裝臨時設施，然后向系統充水。

1.2 通用規定

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

設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遮蓋要檢查表面；待試驗的回路周圍應暢通，并準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，允許在現場進行水壓試驗之前對工廠焊接的焊縫涂漆；膨脹節及波紋軟管不必做試驗，且必須采取相應的措施隔開；在回路系統試驗時，止回閥門應予以旁通，安全閥與系統隔開，噴淋系統做水壓試驗時，噴頭應堵上。

1.3 安全規定

確保操作人員和其他人員安全的一切必要措施，特別是在試驗區域設置安全警示設施，如“警告”和“禁止非試驗人員進入”標牌、標記試驗區域和系統的警告帶，告知和確保工作人員及其它操作人員注意安全，當系統進行加壓時，警告系統必須就位。

1.4 試驗用水溫度

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

在任何情況下，水溫要足夠高，以保證進行水壓試驗設備和管道無結冰的危險。

2 核電廠水壓試驗階段

2.1 升壓及升壓速度

只有在設備的溫度穩定后方能升壓。無特殊要求時升壓速度應不超過1MPa/min（10巴/分鐘）。在達到試驗壓力的95%時，維持一段時間以使壓力平穩。隨后，繼續逐漸加壓，直至試驗系統最高點處達到試驗壓力，壓力維持時間應足夠保證承包商QC（兩級）和監理單位進行聯合檢查。

當設計技術規格書規定要測量變形時，要有一些中間壓力保持時間，各個中間壓力保持時間應與部件或回路檢查相適應。

2.2 水壓試驗溫度

水壓試驗必須在大于水凍結溫度4℃以上條件下進行。

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低于運行中最高壓力的1.5倍，其它管道回路試驗壓力為組成該系統設備最低設計壓力的1.1倍。并有如下時間規定：

（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工作

3.1 水壓試驗后管道的濕保養

（1）水壓試驗后，系統ASG，RRI，DEG，DEL，SER中的水降壓至濕保養壓力后保留，并加以適當的警告標記進行濕保養，直到相關的子系統（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（也就是相關的所有水壓試驗的）的尾項工作即將執行，這些尾項工作包括：水壓試驗后應立即執行的工作；管道與 EM3/EM9設備的連接；TFD間或子系統間的連接；調試時臨時裝置的安裝；其他要求的安裝活動。即所有使系統進入EESR狀態的安裝活動。記錄下子系統的排空日期，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的簽發這段時間不超過三個月。若超過三個月，必須報監理單位，并重新采取保養措施。（2）可能的沖洗。如果由于某些原因，試驗流體質量不符合要求，必須仔細地用A級脫鹽水沖洗所有試驗系統管線。（3）再加壓到濕保養壓力。排水和沖洗后，將系統充滿符合RCC-M標準的介質。將所有設備，附件、支管和旁路中的氣體仔細排除后將系統加壓到濕保養壓力，即在高點處壓力為1bar，然后關閉所有邊界閥門，維持壓力的充水設備要保留。（4）保養期的檢查。最高點壓力必須略高于1bar。此壓力須每周檢查一次，并在周記錄上標明日期和壓力。每月抽樣檢查一次介質的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，應將系統排空，并用符合RCC-M標準的介質沖洗，然后立即再用新的符合RCC-M標準的介質充滿系統，并將壓力重新升到1bar。

3.2 核電廠水壓試驗驗收準則

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，壓力表讀數必須保持恒定。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、罐等設備法蘭的最后聯接；噴嘴；釋放彈簧箱；消防噴頭。

參考文獻

[1]RCC-M.壓水堆核島機械設計和建造規則[S].（2000版和2002補遺）.

[2]GB20801.5-2006.壓力管道規范 工業管道 檢驗與試驗[S].