GB/T 26168.4-2018 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第4部分:运行中老化的评定程序
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4.3剂量率效应(DRE)
速辐射老化试验,与DI.O效应有关内容见4.2。这些以DI.O为基础的效应表述了物理的和形状尺寸 的DRE。 另一类涉及化学DRE,类似这样化学基DRE是很少见的。其具有很强特殊性,聚氯乙烯(PVC)和 低密度聚乙烯(LDPE)在过氧化氢介质中表现低的氧化分解反应显现出化学DRE[13)]。应在加速老化 试验进行时首先核查化学DRE效应
路基标准规范范本在相关条款定义了一些附加方法适用于老化评定。每种方法都具有其各自的优点和限制条件。 一种或者多种方法取决于用户的要求。 本部分定义了如下所述的几个老化评定方法: 确认优先适用老化管理程序的组件(见第6章); 用于评定实际使用环境中材料长期老化状态的状态监测(见第7章); 利用实验室加速老化程序的数据提供的预测模型估计实际老化状态下的老化(见第8章): 留样装置提供测量实际老化状态下的老化所需的试样(见第9章)
在核电站中有很多含有聚合物绝缘材料的组件,例如在一个典型的核电站中使用的电力电缆的
识别高优先级组件的局部严酷环境位置(热点)是老化评定的重要方面。可以通过多种方式确定这 个位置,包括核电站工作人员反馈、运行反馈、核电站布置图定位和核电站现场巡查。每种方式都可从 不同的角度去确定热点条件。核电站维护人员反馈是识别组件早期劣化的重要方法。
6.5最坏情况下的组件
具有高优先级的组件最有可能受到老化影响 依据环境条件监测和局普部产酷环境的狮选,后续取 老化管理将组件分为高、中或低优先级。被分配为高优先级的所有组件应进行老化管理,如CM或计 划更换。 有更多信息支持时,可修正之前的评估程序。例如,若高优先级电缆的CM显示其劣化远没有预 期的严重.则可将这些组件调整至较低的优先级组别
状态监测技术用于评定需延长使用时限的材料在实际使用环境下的状态,例如核电站、加速器 里厂房等。并选用与材料老化降解有相关性的试验方法。 老化评估的状态监测有多种用途,包括短期故障排查和长期鉴定状态的维持
7.2状态监测方法曲线相关性的建立
26168.42018/IEC605
图2相关曲线(来自图1数据)示意图
7.4使用状态监测方法进行短期故障排除
在短期试验中,状态监测的重点是甄别故障 用于评定BWR核电站靠近蒸汽管道处电缆由于高温作用对其绝缘的破坏程度。沿电缆长度测量弹性 模量,可以得到其受损程度沿电缆长度的相关曲线。据此可以缩小电缆更换的范围而非替换整根电缆, 在某些情况下,设计准则由于考虑通用条件,因此非常保守(例如电力电缆承载电流导致自发热的 十算),此假设条件下绝缘将会发生显著劣化。使用状态监测方法证明材料还未达到预期老化的程度, 则可以避免不必要的更换。这一点对于在设备鉴定阶段确立了较短鉴定寿命的设备尤为重要
7.5使用状态监测方法评定长期劣化趋势
状态监测方法也可以用于覆盖电厂全寿期的持续试验程序。这一程序下状态监测方法的典型应用 包括: 初始设备鉴定阶段,确立鉴定状态并建立状态趋势; 比较状态监测数据和预测模型,其中预测模型基于实验室的加速老化数据和组件的环境条件; 通过监测核电站严酷环境下留样试样的状态(这一方式常用于电缆和小型电气组件)。 图3给出了通过状态监测参数(如弹性模量)预计断裂伸长率的方法
状态鉴定(CBQ)是在建核电站设备鉴定的推荐方法[15].[16]。如在设备鉴定中运用状态监测方法, 需要在鉴定试验过程的预老化阶段建立老化曲线,并确立可耐受DBE的状态监测参数限值,此值确立 为鉴定合格状态值。组件的老化状态趋势与鉴定状态值是状态鉴定的基础组成部分
过相关曲线反推断裂伸
测试核电站中留样装置里的材料是评定运行中老化可选择的方法之一。这些安装于核电站内的
样可用于破坏性试验或CM方法,并可作为老化管理程序的一部分。 使用样品留样的方式对组件的长期老化性能进行评定比使用加速老化的方法更具优势。留样装置 中组件的老化与在核电站中实际条件下的老化相同,但是,检测和监测不应妨碍核电站运行。留样装置 的位置同其他位置相比,通常置于核电站中具有相对更为严酷环境下。因此,留样装置中样品的老化更 迅速。 大部分留样装置主要用于评定电缆和小型电气组件,主要存放在运行不超过5年的核电站中。然 而,如果留样样品在安装前通过加速老化进行预老化,那么这个样品可以用于已运行的核电站中。样品 留样对于持续鉴定程序有显著作用
9.3留样装置中试样的预先老化
当在一个已经运行5年以上的核电站中安装留样装置时,需要将预老化的留样样品老化至核电站 的同等寿命水平。作用于预测老化试样的加速老化将采用低加速因子。模拟的温度和剂量率应基于核 电厂内环境监测的实际值见6.3
与回路保持恒定距离)。采用电缆桥架捆扎于回 置能较容易地适应核电站现场条件。置于盘 的样品应为一层,应避免自身屏蔽 用于在建核电站),还应包含能满足改进后的 需要确定评定所需样品的数量及种类、取样的时间间隔和所需进行的检查试验,例如,对于电缆,用 于断裂伸长率测试的理想样品长度约为0.3m~0.5m,大多数状态监测方法通常是非破坏性的,或者 仅仅需要少量的材料。不过,电气测试试验往往需要样品具有更长的长度。若需进行设计基准事件 DBE)的电性能试验,那么测试所需的样品长度最短为3m。留样装置中应放置完整的电缆试样,并将 其端部密封。 留样装置应适合放置放射线测量仪,用于记录留样装置内部的辐射剂量,同时还需要监测温度。留 详装置内部的环境监测应至少持续2年,以获得长期环境条件的有代表性的图谱。可采取适当的防污 染措施.但应确保留样装置内空气流通
9.5取自留样装置的样品试验
首先,应确定基准数据,针对所有置于留样装置中的未老化材料,基准数据应包含所有将来用于
样用材料的条件检测试验的数据。 在规定的时间间隔下,应取样进行破坏性试验(例如伸长率测试),或者进行CM试验,试验的间隔 通常因无法接近留样装置而受到限制,在大多数核电站中,仅当核电站停堆时,才可能从留样装置内进 行取样。附录B给出了要求测试的项目类型。
鉴定试验已经提供了合理的可接受的时间间隔。对于新建核电站中留样装置的试验间隔推荐为5年~ 8年。若材料显示出较预期更快的劣化,可缩短间隔时间。一且观测到材料劣化,应缩短试样间隔时 间,如图4所示。推荐修正的试样时间间隔为1年~2年。区域A和区域B的准确界限由特殊材料的 劣化曲线和这个材料的鉴定条件定义,如图4所示
电气装置标准规范范本注:区域A已运行5年~8年的试样的时间间隔:区域B 时间间隔缩短1年~2年
修正取决于状态监测(CM)指示数值的试样时间
样品留样更适合在建核电站(NPP),其中留样装置中未老化的材料较容易获得。对于已运行核电 站(NPP),留样装置中不适合使用未老化的试样,一种替代的方法是从核电站(NPP)中取样评定实际长 期老化特性。这个取样程序的缺点是影响了核电站(NPP)运行以及需用适合的鉴定过的材料替代样 品。然而,对于短期内须得到确认结果的情况,使用这一方法是必要的[如没有环境鉴定(EQ)的已运行 核电站(NPP)]。 如果可以获得核电站(NPP)内环境条件数据,便能选择曝露在最严酷状态的留样装置的位置。对 于电缆材料,此位置通常是最接近压水反应堆的回路或沸水堆的反应堆清洁水系统中。取自实际位置 的电缆样品,受辐射情况通常不均匀,例如电缆密集的通道。电缆样品移动前,应测定剂量分布,且清楚 确定电缆的位置,使得以后的试验结果能准确地解释。 CM方法一般为非破坏性或微破坏性的,其目的是当破坏性试验不可行时用于评定老化劣化情况。 因此执行破坏性试验时仍需要基准数据。
图A.1CSPE电缆护套材料断裂伸长率的相关曲线[18
B.1留样装置中的典型样品
主要对于电缆材料,在建和已运行的核电站(NPP)应放置一定数量的留样装置。留样装置中放置 约材料类型随核电站(NPP)的不同而不同,对一些典型例子说明如下。 一个典型电缆试样留样装置包含下列试样类型: 一对于断裂伸长率测试深圳标准规范范本,可制备相应数量的哑铃形试样; 对于弹性模量和CM测量,可从成品电缆上截取较短的试样(典型的长度是0.3m~0.5m), 且这些试样在老化后能够制备哑铃型试样: 对于定期电气测试,可从成品电缆上截取较长的试样(典型的长度是1m~2m); 对于设计基准事件(DBE)测试,将整条电缆作为试样(典型的长度是3m)。 另外,留样装置可以放置更长的电缆试样,在进行断裂伸长率测试和状态监测期间,从长电缆试样 上截取所需的长度
B.2对留样装置的典型测试计划
对于一个核电站(NPP)电缆留样装置,测试计划由如下部分组成: 对于不同类型组件,在准备样品留样时,可移除执行了状态监测的样品。最初状态监测测试是 非破坏性试验(例如,弹性模量或其他状态监测技术适用于这个类型组件)或者要求仅是小试 样[例如,氧化诱导时间(OIT)测试]; 通常留样装置中的材料可用数量有限,所以,在其使用的早期阶段,尽可能节省材料很重要 如果非破坏性测试或者小样品测试表明劣化发生在初始阶段,则可移除进行断裂伸长率测试 的样品,然后再进行测试; 状态监测参数值与组件的基本参数值相比,如果材料发生了显著劣化,可进行附加试验,如设 计基准事件(DBE)测试。 状态监测试验使用的方法,特别推荐采用老化管理程序,可参见参考文献[4]
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