基于設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，并進而影響整個電站的安全、穩(wěn)定運行。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)，也是儀表管路嚴密性與結(jié)構(gòu)強度檢查的重要手段。本文對儀表管道設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計、建設實際，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。其建造標準根據(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，設計院認為應優(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，仍應保留氣壓試驗作為補充。

在壓力試驗系數(shù)的選擇上，GB50093的技術(shù)源頭為ASME B31.3，與核電標準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。在儀表管道設計中，根據(jù)工藝系統(tǒng)管道清單，部分設計的工作壓力為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計中，應分類處理，確定其壓力試驗方式與系數(shù)。

1.對于上游為高大罐體的，應充分考慮其工作壓力，嚴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，也應參考GB50093中“有毒、有害介質(zhì)測量儀表”的要求，于設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備上的儀表或儀表設備，不應要求安裝單位開展聯(lián)合壓力試驗，避免產(chǎn)生飛射物風險，容易造成不必要的傷亡。對于部分長度很短的儀表管道，并不具備開展獨立壓力試驗的客觀條件。也應將其視為潛在的飛射物，不應盲目地根據(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。設計人員應掌握不同規(guī)范間的技術(shù)脈絡，并保持對現(xiàn)場安裝工作的跟蹤，結(jié)合實際開展相關(guān)設計。