電氣貫穿件密封性能試驗及安裝質量控制

摘 要：電氣貫穿件作為安全殼的一部分，構成反應堆第三道安全屏障，用于保證貫穿安全殼的電氣導體的電氣連續性和密封性。它的密封性能的良好與否直接關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，對從事電氣貫穿件的安裝、質量控制工作有著良好的指導和借鑒意義。核電系統中，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備。作為安全殼的一部分，構成反應堆第三道安全屏障；在反應堆正常運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備的電氣連續性，防止放射性物質外泄。

關鍵詞：電氣貫穿件密封泄漏密封性能試驗 故障措施 質量

中圖分類號：L74 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0108-01

1 電氣貫穿件密封構件

根據貫穿反應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，首先應了解電氣貫穿件的構成，電氣貫穿件主要構成部分為筒體組件、導體組件、監測組件。

1.1 筒體組件

筒體組件是中低壓電氣貫穿件的主體結構，焊接安裝在反應堆安全殼的預埋套管上，其作用主要是用來安裝導體組件。

低壓電氣貫穿件筒體組件通過密封卡套組件來保證筒體組件和導體組件之間的密封性能。

1.2導體組件

低壓導體組件是由不同規格和數量的“絕緣包覆導體”、PEEK材料制成的不同芯數“密封模塊”和不銹鋼“保護套管”組成，通過“連續均衡擠壓”工藝實現導體組件的成型。成型后導體組件本身具有較好的密封性能。

2 氣密性要求及相關密封性能試驗

為保證電氣貫穿件的密封性能符合要求，必須經過相關密封性能檢查試驗驗證，主要有充壓試驗、整體密封性檢查、氦檢漏試驗。

2.1 充壓試驗

充氣壓力試驗采用氮氣和氦氣作為介質，通過壓力表示數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，相對氮氣比較輕，在筒體內多呈上半部分布。在保壓期間，能夠第一時間反應筒體壓力示數的變化，方便快捷。具體充氣壓力試驗的內容包括系統連接、充壓。

2.2 整體密封檢查

電氣貫穿件現場充壓試驗合格后應進行整體密封檢查。在20℃的條件下充入表壓為400kPa的干燥氮氣（氮氣純度不低于99.2%）實施整體密封性能檢查，充壓過程為緩慢充壓，先充至總壓力的50%，然后按照充10kPa停1min逐步充壓至目標值保壓317小時，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

氦檢漏試驗是對電氣貫穿件整體密封性能檢查泄漏率超標的進一步試驗，以低壓電氣貫穿件內充純氦氣（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各密封位置進行嗅吸定點檢測，確認泄漏點。注意的是被檢件檢測前須采用高壓干燥氮氣吹掃被檢區域，方可進行后續的氦檢漏試驗，具體的氦檢漏試驗步驟如下：

（1）控制減壓閥壓力，在0.5MPa-0.6MPa對電氣貫穿件充氣至400kPa實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儀器，設置氦檢漏儀參數。（2）對標準漏孔檢測，讀取標準漏孔在儀器上的讀數變化值Ⅰ0；（3）按照從下到上順序對中壓、低壓電氣貫穿件端板與導體組件各個密封處以及壓力監測組件各連接密封位置進行檢測，探頭距離小于3mm，停留的時間大于3倍儀表反應時間，檢測有漏氣時應立即拿開探頭并且等待儀器數值回到本底值后再查，如果有漏需等儀器數值穩定后讀取各檢測讀數變化值Ⅰ1。

3 故障項及采取措施

3.1 導體組件密封不嚴

導體組件若檢測發現泄漏，則應采用以下方法來解決：將力矩扳手再次擰緊壓緊螺母到400N·m，并保持30秒的時間；另外也可以適當的增加力矩（最大不超過550N·m）對其進行再次擰緊；若還在泄漏，則將導體組件進行拆卸，并檢查端板安裝孔和導體組件的保護套管的表面，若有劃痕或其他缺陷存在，可用規格為320目的打磨砂紙進行處理；處理完成后重新更換一個新的金屬卡套進行重新安裝。若導體組件保護套管和端板安裝孔的表面質量均無問題，則直接更換金屬卡套進行再次安裝。

3.2 壓力監測組件密封不嚴

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

4 控質要點和手段

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件的安裝到相關密封性能試驗，需全過程、全環節做好把控。

4.1 密封構件安裝

4.1.1 壓力監測組件安裝

在對壓力監測組件安裝質控工作時應重點關注以下幾方面問題：（1）壓力表是否完好，表盤、密封堵帽是否完好，氣源管管口是否有效封堵（管罩）；（2）監測組件卡套組錐孔和螺紋孔表面是否經過丙酮清洗；（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是否有硬保護。

4.1.2 筒體組件安裝

控質重點應把握：筒體組件起吊過程是否符合程序要求；筒體有無機械損傷；焊接法蘭與預埋套管的組焊是否符合焊接工藝評定規程；焊接坡口是否按照RCC-M中S7700的規定進行液體滲透試驗、超聲波檢測試驗。

4.2 相關密封性能檢查及實驗

充壓試驗及密封性能試驗

1充壓壓力試驗所用的壓力表量程是否在試驗壓力的1.5-4倍的范圍內選擇；2選用的壓力表精度等級是否不低于1.6級；3查驗氦氣瓶是否經過檢驗合格，且氦氣的純度不低于99、99%；4確認被檢區域是否經過高壓干燥氮氣吹掃。

4.3 質量問題處理

在對方家山核電1#核島R347電氣貫穿件充壓試驗后，壓力表示值在規定要求范圍內，但變化幅度較大；繼續進行整體密封性能檢測保壓，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體組件受潮，第一時間要求對電氣貫穿件本體進行充干燥氮氣保護。

5 結語

通過對電氣貫穿件本體主要結構論述，確定了電氣貫穿件密封防護的工作重點及處理泄漏的常用方法，通過密封構件結構的層層剝離，進而判斷分析電氣貫穿件密封防護的控質重點、難點。

參考文獻

[1]GB/T 13538-1992 核電廠安全殼電氣貫穿件國家標準.

[2]劉曉，錢達志，王明珊，等.研究堆低壓電氣貫穿件的密封性能[J].原子能科學技術，2011（1）.

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