基于設(shè)計角度對核電站儀表管路壓力試驗若干問題的探討

□蔣宏宇 趙彩霞

在核電站核島安裝工程中，儀表管路作為儀表系統(tǒng)的重要組成部分，工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響儀表工作性能，并進(jìn)而影響整個電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。儀表管路的壓力試驗是核電站儀表安裝工作的重要檢查環(huán)節(jié)，也是儀表管路嚴(yán)密性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢查的重要手段。本文對儀表管道設(shè)計的角度對壓力試驗中一些問題展開了討論，為后續(xù)項目建設(shè)提供了參考性思路。

一、壓力試驗系數(shù)的確定

根據(jù)NB/T 20255的要求及目前核電項目設(shè)計、建設(shè)實際，核島儀表管道的核安全分級一般為核2、3類及非核安全級。其建造標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)項目整體執(zhí)行的規(guī)范體系，一般遵循RCC-M C、E篇(2007版)或ASME Sec. III NC、ND卷，參考國標(biāo)體系作為對比，得到壓力試驗系數(shù)對比如表1所示。

表1 各規(guī)范體系對儀表管道壓力試驗介質(zhì)與系數(shù)的要求

綜合考慮核島儀表管道安裝工程的各項實際，設(shè)計院認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先使用液壓試驗作為儀表管道的首選壓力試驗方式。同時，考慮到如氣動閥門儀用壓縮空氣管道(1Mpa工作壓力)等干燥碳鋼管道的特殊情況，仍應(yīng)保留氣壓試驗作為補(bǔ)充。

在壓力試驗系數(shù)的選擇上，GB50093的技術(shù)源頭為ASME B31.3，與核電標(biāo)準(zhǔn)ASME Sec.III處于同一技術(shù)體系。但ASEM Sec.III與RCC-M均充分考慮了管道材料性能作為安全限制，相較GB50093在壓力試驗的實際執(zhí)行過程中更為安全。因此在管道設(shè)計中，確定液壓試驗系數(shù)為1.25倍，氣壓試驗系數(shù)為1.15倍，并設(shè)置1.25Mpa作為氣壓試驗的最大限值。

二、壓力試驗中特殊情況處理

(一)“零壓力”管道的處理。在儀表管道設(shè)計中，根據(jù)工藝系統(tǒng)管道清單，部分設(shè)計的工作壓力為0Mpa。經(jīng)分析系統(tǒng)流程后發(fā)現(xiàn)，此類儀表多為液位測量，所處工藝設(shè)備或管道的上游多為地坑、收集池、敞口容器等。此類儀表管道的設(shè)計壓力是客觀存在的，尤其部分帶放射性系統(tǒng)，其儀表管道的壓力試驗或泄露性試驗對于生產(chǎn)活動的正常開展和放射性控制都是有意義的。在此類儀表管道的設(shè)計中，應(yīng)分類處理，確定其壓力試驗方式與系數(shù)。

1.對于上游為高大罐體的，應(yīng)充分考慮其工作壓力，嚴(yán)格要求儀表的壓力試驗。可將上游罐體的最大工況或滿液位作為此儀表的設(shè)計壓力，并取1.25倍作為壓力試驗系數(shù)。

2.對于上游管道為地坑或收集池的，可視為低壓管道。可參考與之相連的工藝管道的泄露性試驗方法，聯(lián)合或獨(dú)立開展儀表管道的泄露性試驗。對于如放射性廢水系統(tǒng)等具有潛在放射性危害的，也應(yīng)參考GB50093中“有毒、有害介質(zhì)測量儀表”的要求，于設(shè)計中明確提出與工藝管道聯(lián)合試驗的要求。

(二)“短管”的處理。根據(jù)GB50235的要求，如溫度計套管、浮子/浮球液位計、磁翻板液位計等部分直接安裝于工藝管道或成套設(shè)備上的儀表或儀表設(shè)備，不應(yīng)要求安裝單位開展聯(lián)合壓力試驗，避免產(chǎn)生飛射物風(fēng)險，容易造成不必要的傷亡。對于部分長度很短的儀表管道，并不具備開展獨(dú)立壓力試驗的客觀條件。也應(yīng)將其視為潛在的飛射物，不應(yīng)盲目地根據(jù)規(guī)范要求安裝單位將其與與之相連的工藝管道或設(shè)備開展聯(lián)合壓力試驗。

據(jù)此情況，參考ASME及GB50235規(guī)范的工程實際，設(shè)計院可允許安裝單位免除壓力試驗。但仍需要求安裝單位對全部管道、管座等承壓邊界上的承插焊縫縫、角焊縫等開展射線、超聲波探傷或其他可行探傷，確保焊接質(zhì)量達(dá)到技術(shù)文件要求。

三、結(jié)語

核島儀表管道作為一類特殊的管道類型，設(shè)計與安裝所依據(jù)的規(guī)范與工藝管道既有交叉又有其特點(diǎn)。設(shè)計人員應(yīng)掌握不同規(guī)范間的技術(shù)脈絡(luò)，并保持對現(xiàn)場安裝工作的跟蹤，結(jié)合實際開展相關(guān)設(shè)計。