Испытания аппаратуры систем управления АЭС на герметичность и стойкость по ГОСТ 25804.7-83 в лаборатории Ликлаб
Лаборатория контроля герметичности Ликлаб проводит испытания аппаратуры, приборов, устройств и оборудования систем управления технологическими процессами атомных электростанций на соответствие требованиям ГОСТ 25804.7-83. В частности, реализуются испытания на стойкость при воздействии предельного атмосферного давления при транспортировании воздушным транспортом, а также испытания на герметичность корпусов и блоков по методам 1, 2 и 3, с оценкой как качественных, так и количественных характеристик герметичности.
Нормативная база и область применения
Подход Ликлаб к испытаниям по ГОСТ 25804.7-83
ГОСТ 25804.7-83 регламентирует методы оценки соответствия аппаратуры систем управления технологическими процессами атомных электростанций по ряду воздействующих факторов, включая транспортирование, климатические воздействия и герметичность корпусов. Для оборудования, содержащего герметизированные блоки, газовые и масляные системы, а также для аппаратуры, подверженной воздействию атмосферных осадков, стандарт устанавливает последовательность испытаний и критерии оценки работоспособности.
В Ликлаб испытания по этому стандарту выполняются как в рамках квалификационных и периодических испытаний аппаратуры, так и при приемке или реконструкции систем управления, с оформлением протоколов, необходимых для подтверждения соответствия требованиям отрасли и внутренним регламентам предприятий.
| Раздел ГОСТ | Вид испытания | Назначение | Реализация в лаборатории Ликлаб |
|---|---|---|---|
| 2.8 | Испытание на стойкость при воздействии предельного атмосферного давления при транспортировании воздушным транспортом | Проверка способности аппаратуры или упаковки выдерживать низкое давление при перевозке в негерметичных отсеках | Термобарокамеры, моделирование минус 50 °С и давления 1,2·10⁴ Па, включение и контроль работоспособности после воздействия |
| 2.14, метод 1 | Испытание на герметичность по недопущению обмена воздухом | Подтверждение герметичности корпуса аппаратуры при избыточном внутреннем давлении | Опрессовка воздухом до (3–5)·10⁴ Па и погружение в воду с контролем выхода пузырьков |
| 2.14, метод 2 | Испытание на герметичность по недопущению проникновения воды внутрь | Оценка защищенности корпуса от заливания водой | Погружение на глубину не менее 1 м, выдержка не менее 2 ч, вскрытие и осмотр внутреннего объема |
| 2.14, метод 3 | Количественная оценка герметичности | Определение величины утечки по манометрическому методу | Использование камеры, жидкостных манометров, имитаторов, оценка утечки по изменению уровней жидкости |
| 2.15 | Испытание на стойкость к воздействию атмосферных осадков (дождя) | Проверка работоспособности при дожде и защищенности от попадания воды | Камеры дождя, контроль интенсивности и направления обрызгивания, проверка параметров во время и после воздействия |
Моделирование транспортных условий
Испытание на стойкость при воздействии предельного атмосферного давления (раздел 2.8)
Испытания по разделу 2.8 проводятся в Ликлаб для подтверждения способности аппаратуры и упаковки выдерживать низкое атмосферное давление при транспортировании воздушным транспортом в негерметизированных отсеках. Особое внимание уделяется изделиям с герметичными блоками, заполненными жидкостью, газовыми и масляными системами, а также аппаратуре, поставляемой в транспортной упаковке.
Подготовка и размещение аппаратуры
Аппаратура вместе с упаковкой, предназначенной для транспортирования, устанавливается в термобарокамере Ликлаб. Камера обеспечивает регулируемые режимы температуры и давления с точностью, достаточной для воспроизведения условий, предусмотренных стандартом. Перед испытанием проводится внешний осмотр, проверка целостности упаковки, фиксация исходного состояния изделия.
Температурный режим
Температура в термобарокамере понижается до минус 50 °С. Аппаратура выдерживается на этом уровне не менее 2 часов и далее до достижения температурного равновесия по всему объему. В лаборатории Ликлаб используются датчики температуры, размещаемые в контрольных точках упаковки и на характерных элементах аппаратуры, что позволяет подтвердить факт равномерного охлаждения.
Режим низкого давления
После этапа охлаждения давление в камере понижается до 1,2·10⁴ Па (90 мм рт. ст.) и поддерживается на этом уровне в течение 1 часа. На данном этапе стандарт допускает отсутствие контроля температуры, поскольку основной целью является проверка стойкости к низкому давлению. В Ликлаб при необходимости фиксируются тренды давления и времени выдержки для включения в протокол испытаний.
Выход из режима и последующий контроль
По окончании выдержки давление и температура в камере плавно возвращаются к нормальным значениям. Аппаратура извлекается из камеры, после чего производится дальнейший контроль по двум возможным сценариям:
Для аппаратуры, которая должна быть работоспособна сразу после транспортирования воздушным транспортом, в Ликлаб выполняется включение и непрерывная работа в течение 3 часов с периодической (через 30–60 минут) проверкой параметров и функций согласно ТУ. Затем проводится внешний осмотр для выявления деформаций, трещин, замерзания или нарушения герметичности блоков.
Для аппаратуры, к которой не предъявляется требование немедленной работоспособности после транспортирования, изделия выдерживаются в нормальных условиях в выключенном состоянии не менее 2 часов, затем проводятся внешний осмотр и измерение параметров. Результаты сопоставляются с требованиями ГОСТ и ТУ заказчика.
| Этап | Действия лаборатории | Основные контролируемые параметры |
|---|---|---|
| 1. Подготовка | Осмотр аппаратуры и упаковки, установка в термобарокамеру | Комплектация, состояние корпуса, фиксация исходных параметров |
| 2. Охлаждение | Понижение температуры до −50 °С и выдержка не менее 2 ч | Температура в контрольных точках, время выхода на режим |
| 3. Низкое давление | Понижение давления до 1,2·10⁴ Па, выдержка 1 ч | Давление, время выдержки, герметичность камеры |
| 4. Нормализация | Плавный возврат температуры и давления к нормальным значениям | Скорость изменения параметров, предотвращение термошоков |
| 5. Контроль работоспособности | Включение аппаратуры (при необходимости), измерения параметров, внешний осмотр | Работоспособность, стабильность параметров, отсутствие повреждений и утечек |
Испытания на герметичность
Метод 1: недопущение обмена воздухом
Цель метода 1 раздела 2.14 — подтверждение герметичности корпусов аппаратуры в части недопущения обмена воздухом между внутренним объемом и внешней средой. Этот метод в Ликлаб применяется для шкафов, блоков, модулей и других изделий, где важно сохранение внутреннего микроклимата.
Непосредственно перед испытанием в лаборатории трижды открываются и закрываются дверцы, люки, панели и другие элементы корпусной части, предусматриваемые конструкцией. Это моделирует эксплуатационные операции и позволяет выявить дефекты уплотнений после многократных циклов открывания.
Далее через предусмотренный штуцер во внутренний объем аппаратуры нагнетается воздух до избыточного давления (3–5)·10⁴ Па, а для оптико-механических приборов — до 2·10⁴ Па. Давление контролируется калиброванными манометрами. После достижения требуемого давления оборудование Ликлаб погружает корпус аппаратуры в резервуар с водой нормальных климатических условий испытаний на время не менее 5 минут.
В процессе погружения и выдержки проводится визуальное наблюдение поверхностей корпуса на предмет выхода пузырьков воздуха. При отсутствии пузырьков в течение всего времени выдержки аппаратуры считается выдержавшей испытание по методу 1. При наличии пузырьков выполняется локализация участков негерметичности и возможная доработка конструкции по согласованию с заказчиком.
Защита от заливания
Метод 2: недопущение проникновения воды внутрь аппаратуры
Метод 2 предназначен для проверки защищенности корпуса аппаратуры от попадания воды внутрь при длительном воздействии. Этот вид испытаний особенно актуален для шкафов, пультов, наружных блоков и оборудования, эксплуатируемого в условиях возможных протечек или затоплений.
Как и при методе 1, перед испытанием в Ликлаб трижды открываются и закрываются дверцы, люки и панели, после чего аппаратуре придается эксплуатационное положение. Затем оборудование погружается в резервуар с водой на глубину не менее 1 метра от поверхности воды до верхней кромки корпуса.
Температура воды соответствует нормальным климатическим условиям испытаний, при этом температура аппаратуры перед погружением выбирается на 5–10 °С выше температуры воды. Это обеспечивает направленный тепловой поток и способствует выявлению возможных направленных протечек через уплотнения.
Выдержка под водой составляет не менее 2 часов. По окончании времени выдержки аппаратура извлекается, ее поверхность тщательно просушивается, после чего корпус вскрывается и проводится детальный осмотр внутреннего объема. Аппаратура считается выдержавшей испытание, если внутри корпуса не обнаружено следов просачивания воды.
Количественная оценка герметичности
Метод 3: манометрическое определение величины утечки
Метод 3 применяется в Ликлаб для количественной оценки герметичности корпусов и блоков, когда в нормативной документации заданы предельные значения утечки. Метод основан на измерении изменения давления (или разности уровней жидкости) во внутренней полости изделия при заданном перепаде давления между внутренним объемом и объемом испытательной камеры.
Испытуемая аппаратура помещается в камеру (под колпак), а ее внутренний объем через штуцер соединяется с одним из колен жидкостного манометра. Второе колено соединяется с внешней атмосферой или, для компенсации влияния окружающих условий, с внутренней полостью эталонного изделия-имитатора, также размещенного в камере и обладающего гарантированной герметичностью.
Для повышения чувствительности в Ликлаб применяются жидкостные манометры, заполненные маслом вместо ртути. В камере создается избыточное давление воздуха или разрежение, обеспечивающее перепад не менее 3·10⁴ Па между внутренней полостью испытуемого изделия и объемом камеры.
После установления заданного перепада давления выполняется выдержка, а затем по истечении 15 минут проводится измерение разности уровней жидкости в манометре. На основании полученной величины и известных параметров манометрической системы вычисляется величина утечки (натекания). Если рассчитанная величина не превышает предельного значения, установленного в стандартах и ТУ на конкретную аппаратуру, испытание считается пройденным.
| Элемент метода | Реализация |
|---|---|
| Соединение с манометром | Применение технологических штуцеров, последующая установка заглушек после испытаний |
| Компенсация внешних воздействий | Использование герметичного имитатора для компенсации изменений температуры и атмосферного давления |
| Чувствительность измерений | Заполнение манометров маслом, подбор диапазона шкал, калибровка измерительной системы |
| Анализ результатов | Расчет утечки по разности уровней жидкости, сопоставление с предельно допустимыми значениями по ТУ |
Воздействие атмосферных осадков
Испытание на стойкость к дождю (раздел 2.15)
Для аппаратуры, не проходящей испытание на герметичность по воде (метод 2), ГОСТ 25804.7-83 предусматривает испытания на воздействие дождя. Ликлаб реализует эти испытания в специализированных камерах дождя, обеспечивающих регулируемую интенсивность осадков и направление обрызгивания.
Аппаратура устанавливается в эксплуатационном положении, включается и подвергается предварительным измерениям параметров. Затем в течение не менее 2 часов осуществляется равномерное обрызгивание водой поочередно с четырех боковых сторон и сверху под углом 40–45°. Интенсивность дождя поддерживается на уровне (5±2) мм/мин и контролируется цилиндрическими сборниками в зоне расположения аппаратуры.
Температура воды на момент начала испытаний выбирается ниже температуры аппаратуры на 5–10 °С. Это создает термический перепад, характеризующий реальные условия эксплуатации. Через 1,5 часа после начала испытаний аппаратура включается, и выполняется измерение параметров. По завершении испытаний изделия извлекаются из камеры, вскрываются и подвергаются внешнему осмотру на предмет попадания воды внутрь.
Документирование и результат
Оформление протоколов и заключений Ликлаб
По итогам испытаний по ГОСТ 25804.7-83 лаборатория Ликлаб оформляет протоколы, содержащие сведения о примененных методах, режимах температуры и давления, параметрах испытательного оборудования, последовательности операций, результатах измерений и наблюдений, а также о соответствии аппаратуры требованиям стандарта и ТУ заказчика.
При необходимости к протоколам добавляются приложения с графиками изменения давления и температуры, фотографиями этапов испытаний, схемами подключения аппаратуры и расшифровкой расчетов величины утечек. Такое оформление обеспечивает достаточную полноту для использования протоколов при вводе оборудования в эксплуатацию, в составе отчетов по квалификационным испытаниям и при взаимодействии с надзорными организациями.
Комплексный подход Ликлаб к испытаниям по ГОСТ 25804.7-83 позволяет оценивать не только герметичность корпусов, но и реальную стойкость аппаратуры к транспортным и климатическим воздействиям, характерным для эксплуатации систем управления технологическими процессами атомных электростанций.