中核核電運(yùn)行管理有限公司 岳春生
儀表管線(外徑≤1英寸)在核電廠壓力/流量/液位測量、取樣分析等回路中大量使用,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),每臺(tái)核電機(jī)組使用到儀表管線的測量儀表不低于千臺(tái)。在機(jī)組運(yùn)行期間,若儀表管線發(fā)生泄漏(圖1),例如一回路測量儀表用管線,除放射性外露還會(huì)導(dǎo)致測量信號(hào)波動(dòng)、失真,嚴(yán)重的會(huì)造成機(jī)組瞬態(tài)、甚至停堆,故儀表管線狀態(tài)對在役核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
圖1 儀表管泄漏
鑒于核電工程特點(diǎn),儀表管線是在建造階段按照相應(yīng)規(guī)范(如NB/T20255-2013,中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),《核電廠安全重要儀表管線設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》;Q/CNNC HLBZ DB 7-2019,中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),《核電廠安全重要儀表管線設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》)集中安裝的,機(jī)組調(diào)試并網(wǎng)后轉(zhuǎn)入運(yùn)行階段,電廠方側(cè)重于使用,面對大量儀表管線,如何做好快速排查、有效消除泄漏隱患和故障是在役核電廠所面對的難題。
鑒于現(xiàn)場儀表管線眾多、安裝走向復(fù)雜的客觀實(shí)際,對需重點(diǎn)檢查的儀表管線進(jìn)行篩選,范圍如下:關(guān)鍵設(shè)備用儀表管線、放射性介質(zhì)用儀表管線、高溫介質(zhì)用儀表管線、振動(dòng)大位置/區(qū)域的儀表管線、過道區(qū)域開放布置的儀表管線、日常不可達(dá)區(qū)域的儀表管線。
儀表管線通常較長,有根閥、儀表閥、平衡管等多種附件(圖2),儀表管線通過焊接或管接頭形式與附件連接;在中間段,儀表管線布置在托盤中或由支/吊架支撐,通過夾箍、壓板、管夾等構(gòu)件固定。
鑒于儀表管線、支撐及固定構(gòu)件主體為金屬材質(zhì),固有可靠性高,同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際及外部經(jīng)驗(yàn)反饋,松動(dòng)、磨損、泄漏等異常主要發(fā)生在某些特定位置,應(yīng)著重對儀表管線的這些部位進(jìn)行檢查。
圖2 儀表管線示意圖
圖3 儀表管彎角部位
目視檢查焊縫和接頭部位,確認(rèn)有無介質(zhì)泄漏印漬或結(jié)晶現(xiàn)象。若有則說明相應(yīng)部位已發(fā)生泄漏。
對于高溫介質(zhì)用儀表管,當(dāng)從冷態(tài)到熱態(tài)儀表管會(huì)發(fā)生熱位移,該效應(yīng)集中在彎角部位,表征為儀表管與彎角外側(cè)相鄰的墻體、設(shè)備、支架和其它儀表管的間距變小(圖3),嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生觸碰甚至磨損,若輔以振動(dòng)則磨損程度會(huì)加劇。故在彎角部位儀表管與相鄰物體間距為檢查重點(diǎn);檢查儀表管與相鄰物體間距,確認(rèn)有無觸碰、儀表管外層有無磨損現(xiàn)象;就儀表管與相鄰物體間距:冷態(tài)工況下不低于50mm,熱態(tài)工況下不低于20mm,在采取相應(yīng)保護(hù)/隔離措施前提下間距可適當(dāng)減小,但儀表管不能與相鄰物體發(fā)生接觸。對于高溫介質(zhì)用儀表管,冷/熱態(tài)工況檢查二選一即可。
支架上的儀表管通常單根固定,固定用管夾組件的典型結(jié)構(gòu)見圖4:耐磨環(huán)。有C形、O形或其它形狀,有金屬、非金屬材質(zhì),根據(jù)應(yīng)用環(huán)境選擇使用。若為金屬材質(zhì)則須與儀表管相容,以免產(chǎn)生腐蝕,為進(jìn)一步保護(hù)儀表管,通常在耐磨環(huán)安裝位置的儀表管表面涂刷防護(hù)漆(干涸后,對耐磨環(huán)可起到一定固定作用);襯套。選裝件,適用于高溫介質(zhì)用儀表管固定,安裝在耐磨環(huán)和夾箍之間,在限制儀表管徑向移動(dòng)的同時(shí),允許軸向移動(dòng);夾箍。由頂部螺絲緊固,兩片夾箍不能相碰。
圖4 典型管夾組件結(jié)構(gòu)
圖5 典型吊架結(jié)構(gòu)
基于管夾組件結(jié)構(gòu)和功能,對該部位開展如下檢查:確認(rèn)儀表管外層有無磨損現(xiàn)象;確認(rèn)各部件是否齊全、安裝位置是否正確;確認(rèn)夾箍是否緊固、兩片夾箍頂部是否有間隙;對于使用金屬C形耐磨環(huán)但未使用襯套的管夾組件,確認(rèn)耐磨環(huán)開口方向是否朝向夾箍緊固螺絲;對于非金屬耐磨環(huán),確認(rèn)是否有老化、脆裂現(xiàn)象。
典型吊架結(jié)構(gòu)見圖5。隔板:吊架層數(shù)可根據(jù)需要設(shè)置,若為一層,則無隔板;非金屬墊片:選裝件,起保護(hù)及固定儀表管作用,通常在低溫、非輻照環(huán)境使用。基于吊架結(jié)構(gòu)和功能,對該部位開展如下檢查:確認(rèn)相鄰儀表管有無觸碰、儀表管外層有無磨損現(xiàn)象;確認(rèn)螺栓是否緊固;對于C形耐磨環(huán),確認(rèn)開口方向是否相同且平行于壓板;對于非金屬耐磨環(huán)和墊片,確認(rèn)是否有老化、脆裂現(xiàn)象。
在儀表管密集或空間狹小區(qū)域,存在儀表管交叉布置情況。原則上儀表管之間應(yīng)留有一定間距,但在特殊情況下無法避免相觸碰,對此需在儀表管交叉部位加裝耐磨環(huán)或其它保護(hù)用材料,安裝形式參見圖6。對儀表管交叉部位開展如下檢查:確認(rèn)儀表管有無觸碰、儀表管外層有無磨損現(xiàn)象;確認(rèn)保護(hù)材料是否位置正確、固定緊固;對于C形耐磨環(huán),確認(rèn)開口方向是否相背;對于非金屬保護(hù)材料,確認(rèn)是否有老化、脆裂現(xiàn)象。檢查記錄單參見表1,具體字段內(nèi)容可實(shí)際需要進(jìn)行修改。
圖6 儀表管交叉
表1 儀表管線檢查記錄表
機(jī)組現(xiàn)場使用有多種規(guī)格(尺寸、材質(zhì))儀表管,在結(jié)構(gòu)件、安裝布局、工作介質(zhì)等方面存在差異,電廠需根據(jù)實(shí)際情形制定儀表管的檢查要求,并持續(xù)完善。在具備檢查條件(時(shí)間窗口、人力)的前提下,電廠應(yīng)按照機(jī)組設(shè)計(jì)文件及相關(guān)規(guī)范對目標(biāo)儀表管線各部位狀態(tài)進(jìn)行全面檢查。本文所述內(nèi)容可作為電廠儀表管預(yù)防性維修工作的補(bǔ)充,不能替代已有預(yù)防性維修項(xiàng)目,如焊縫役檢。