Разработка, изготовление и наладка оборудования для диагностики целостности металла

НИКИЭТ активно реализует проекты, направленные на разработку и внедрение современных отечественных и зарубежных средств контроля и диагностики в целях повышения безопасности эксплуатации атомных электростанций (АЭС) и соответствия оборудования ядерных энергетических установок действующим требованиям регулирующих органов.

Внедрение систем неразрушающего контроля металла оборудования и трубопроводов реакторов типа РБМК

Для внедрения в эксплуатацию систем и методик неразрушающего контроля металла оборудования и трубопроводов реакторов типа РБМК они должны пройти процедуру приемочных испытаний, после чего могут быть допущены к эксплуатации в установленном правилами порядке. Поэтому особое значение приобретает представительность результатов испытаний, а следовательно и качество изготавливаемых для этих испытаний тест-образцов.
Основной задачей испытаний является оценка реальных рабочих характеристик поставляемых систем и методик контроля, при этом в соответствии с техническими заданиями, согласованными с Главным конструктором, приемочные испытания рабочих характеристик систем контроля проводятся «вслепую», чтобы максимально продемонстрировать возможности систем контроля. Таким образом, используемые тест-образцы должны содержать искусственно внесенные, паспортизованные и метрологически аттестованные дефекты. Данные дефекты позволяют обеспечить качественные и количественные оценки возможностей обнаружения, определить местоположение и размер дефектов, измерить отклонения от номинальных геометрических размеров компонентов оборудования и трубопроводов реакторов типа РБМК.
В частности, ИЦД НИКИЭТ в сотрудничестве с ГНЦ «ЦНИИТМАШ» разработал и изготовил комплект тест-образцов, используемых для приемки систем неразрушающего контроля оборудования и трубопроводов большого диаметра реакторов типа РБМК. При изготовлении дефектов в тест-образцах трубопроводов дефекты, монтируемые в тест-образцах, имитировали дефекты плоскостного (трещина, непровар по кромке, несплавление, непровар в корне) и объемного характера (шлак, поры, включения). По результатам проверки все тест-образцы были паспортизованы, после чего прошли метрологическую аттестацию в установленном порядке.
На данный момент ИЦД НИКИЭТ имеет в своем распоряжении около сорока различных образцов и фрагментов оборудования для обеспечения качественного контроля на АЭС.

1
Тест-образцы для проведения «слепых» приемочных испытаний

 

Технологии обеспечения целостности оборудования и трубопроводов АЭС

Приоритетными направлениями работ по обеспечению целостности оборудования и трубопроводов первого контура АЭС с реакторами РБМК являются:
•    выполнение нормативных требований по контролю (высокий приоритет);
•    эксплуатационный контроль состояния металла (высокий приоритет);
•    разрывы критических компонентов (высокий приоритет);
•    целостность ТК и трактов (высокий приоритет);
•    целостность спецканалов (низкий приоритет);
•    перегрузка топлива (средний приоритет);
•    оценка старения и оценка сейсмических воздействий (средний приоритет).

Опыт НИКИЭТ, в особенности результаты работ 1995–1998 годов, обеспечили успех первоочередных мероприятий по практическому внедрению на АЭС с РБМК систем обнаружения течей теплоносителя (АСОТТ) и передовых технологий контроля состояния металла оборудования и трубопроводов первого контура.

Технологии контроля металла
Эксплуатационный контроль и анализ эффективности штатного ультразвукового контроля

Массовое дефектообразование сначала в верхних трактах ТК, а затем и в трубопроводах Ду300, плохая контролепригодность оборудования реактора, трудности контроля угловых и композитных сварных швов с одной стороны, а также появление новых систем и методик неразрушающего контроля, с другой стороны, потребовали, по заключению НИКИЭТ, коренной переработки программ и методик ЭКМ. При этом по инциативе НИКИЭТ объем контроля был увеличен одновременно с внедрением новых усовершенствованных методик контроля.

Проведенный анализ выявил несовершенство существующих методик контроля, в частности, анализ эффективности методики ручного УЗК трубопроводов Ду800 М13-88 показал, что данная методика не обеспечивает необходимую полноту прозвучивания всех сварных соединений трубопроводов Ду800 и требует доработки с учетом условий ограниченной контролепригодности сварных соединений. Так же в отчете представлены рекомендации по совершенствованию методик: М13-88, ПН АЭ Г-7-031-91, МЦУ-8-91, МЦУ-2-91.

2
Система УЗК кольцевых сварных швов

В связи с обнаружением массовых дефектов металла в настоящее время проводится ревизия существующих штатных методик УЗК, разрабатываются новые методики контроля верхних трактов ТК, трубопроводов из аустенитной стали Ду300, «донышек» РГК.
Разработка и внедрение автоматизированных систем УЗК в рамках целевой программы мероприятий СМ-88-РБМК.


В течение последних лет из-за сокращения обьемов государственного финансирования усилия были сконцентрированы на следующих системах:
•    38-СК012 – системы УЗК кольцевых швов трубопроводов Ду800 и коллекторов Ду900;
•    38-СК013 – система УЗК продольных швов трубопроводов Ду800 и коллекторов Ду900;
•    38-СК014 – система УЗК гибов трубопроводов Ду800;
•    30-СК015 – система УЗК днищ коллекторов Ду900.

Указанные системы успешно разработаны, изготовлены, дважды испытаны на ЛАЭС, после доработки прошли МВИ, одобрены ГАН РФ и допущены к применению на АЭС.

Ультразвуковые голографические системы для визуализации дефектов металла трубопроводов и оборудования первого контура

3
Объемное изображение

В настоящее время наиболее перспективными средствами ультразвукового (УЗ) контроля являются компьютерные системы нового поколения, позволяющие наряду с данными, используемыми в традиционной ультразвуковой дефектоскопии, получать изображение дефектов в контролируемом объекте с высоким разрешением, что существенно  повышает информативность  контроля.
Именно к такому классу приборов  относится разработанная в сотрудничестве с научно-производственным центром «Эхо+» серия УЗ компьютерных дефектоскопов "Авгур" с получением изображений дефектов. Один из них - дефектоскоп с когерентной обработкой сигнала "Авгур 4.2".
Основным достоинством новой системы является возможность определения истинных,  а  не условных размеров обнаруживаемых несплошностей. Принципиальное отличие "Авгур 4.2" от обычных дефектоскопов - получение изображений дефектов за счет  применения когерентной обработки эхо-сигналов.  В результате такой обработки при использовании продольной волны в стали на частоте 2,5 МГц фронтальная  разрешающая  способность изображения дефектов не зависит от глубины и равна 2,5 мм. Столь высокая разрешающая способность позволяет  более точно определять  координаты,  размеры, ориентацию дефектов и,  следовательно, делать обоснованные выводы о степени их опасности для конструкции.
В настоящее время эта система используется для проведения экспертного УЗ контроля на Ленинградской АЭС, Смоленской АЭС и Курской АЭС. По результатам контроля, включающим оценку геометрических размеров дефектов, проводятся прочностные расчеты оборудования.

Автоматизированная установка УЗК сварных соединений трубопроводов Ду300 из аустенитной стали

4
Сканер системы “Авгур-4.2ТМ”

Данная работа была выполнена в сотрудничестве с научно-производственным центром «Эхо+» при проведении комплексных мероприятий по инспекционному контролю, анализу причин трещинообразования, ремонту и обоснованию безопасной эксплуатации опускных трубопроводов Ду300 аустенитного класса.

Основной задачей являлась разработка автоматизированной системы УЗК сварных соединений трубопроводов КМПЦ реактора типа РБМК-1000  325 мм с толщиной стенки 12 – 16 мм из стали аустенитного класса для выявления несплошностей и определения их геометрических размеров (длина, высота) на базе системы «Авгур».
Была разработана методика «Ультразвуковой контроль стыковых кольцевых сварных соединений аустенитных трубопроводов Ду300 реакторов РБМК с использованием системы АВГУР 4.2ТМ»,  изготовлены образцы автоматизированной системы УЗК «Авгур-4.2ТМ». Методика согласована с ГАН РФ. Выполнены межведомственные испытания  системы (акт от 6.6.98, протокол № 1 от 3.06.98).


В настоящее время система используется на Курской и Смоленской АЭС при эксплуатационном контроле состояния металла трубопроводов дм 325. Результаты контроля используются для прочностных расчетов  при обосновании безопасной эксплуатации трубопроводов КМПЦ РБМК.

Ремонт методом наплавки (РМН) аустенистых трубопроводов Ду300 реакторов РБМК-1000

10
Технологическое оборудование, осуществляющее
ремонт СС трубопроводов Ду300 методом наплавки

Ремонт методом наплавки (РМН) аустенитных сварных соединений (CC) трубопроводов Ду300, подверженных межкристаллитному коррозионному растрескиванию под напряжением (МКРПН), является одним из методов ремонта трубопроводов Ду300.
РМН обеспечивает восстановление несущей способности элементов конструкции без вырезки дефектного участка. При РМН наводятся сжимающие напряжения на внутренней поверхности трубы и в зоне трещины, что является дополнительным препятствием  для развития трещин.
Технология РМН заключается в выполнении наплавки определенных геометрических параметров на внешней поверхности дефектного СС, согласно следующим документам:
- методике 840.18 «Проектирование конструкции усиления и разработка технологии ремонта аустенитных трубопроводов Ду300 методом наружной наплавки»;
- типовой технологической инструкции ТИ 840.107 с Изменением  № 1, «Ремонт методом наплавки наружного усиления  на сварные соединения аустенитных трубопроводов Ду300 и раздаточных групповых коллекторов».

Разработка единой методики и опытного образца автоматизированной системы УЗК сварных соединений и основного металла наставок верхних трактов РБМК-1000 энергоблоков Курской и Смоленской АЭС

Проблема массового дефектообразования в верхних трактах ТК обусловила дальнейшее совершенствование инспекционных средств контроля данного узла.

В сотрудничестве с ГНЦ «ЦНИИТМАШ» была разработана методика «Единая методика ручного ультразвукового контроля основного металла и сварных соединений наставок МЦУ-12-97», а так же проект методики автоматизированного контроля. Методика МЦУ-12-97 согласована с ГАН РФ и включена в «Типовую программу эксплуатационного контроля за состоянием основного металла и сварных соединений оборудования и трубопроводов систем, важных для безопасности, энергоблоков с РБМК-1000 Курской и Смоленской АЭС» АТПЭ-10-96.
В сотрудничестве с фирмой «TECNATOM S.A.» (Испания) и Обнинским филиалом НПО «НИКИМТ» был разработан опытный образец системы УЗ контроля, включающий сканирующее устройство, портативные акустические блоки специальной конструкции и компьютеризированную систему управления сканерами и сбором/обработкой данных ультразвукового контроля. В качестве компьютеризированной системы использовалась 8-канальная система SUMIAD, поставляемой фирмой «TECNATOM S.A.». Данный модульный подход позволил осуществить разработку и изготовление системы в течение 6 месяцев.
УЗК по разработанной методике выявляет непровары, трещины и другие дефекты сварного шва, кольцевые трещины наружной и внутренней поверхности; трещины, расположенные под углами 00, 450 и 900 относительно оси канала, развивающиеся с наружной и внутренней поверхности основного металла.

5
Автоматизированная система УЗК наставок
верхних трактов

Основные технические характеристики системы:

Количество измерительных каналов.................................................................................................8
Метод контроля ......................................................................эхо-импульсионный, иммерсионный
Контактная среда............................................................................................................................... вода
Частота контроля ...............................................................................................................................5Мгц
Углы ввода преобразователей.........................................................................................0о, 45о, 70о
Чувствительность системы  (мин. выявляемые
размеры дефектов) ................................................................................3 х 0,3 мм (длина х глубина)
Ориентация дефектов относительно вертикальной оси наставки ..................... 0о, 45о, 90о
Скорость контроля ........................................................................................................................50 мм/с
Точность позиционирования ....................................................................................................+/- 1 мм
Вращение сканера в каждом направлении на .........................................................................363о

 

Опыт проведения эксплуатационного контроля сварных соединений аустенитных трубопроводов Ду300 системами полуавтоматизированного ультразвукового контроля

С момента обнаружения в сварных соединениях (СС) аустенитных трубопроводов Ду 300 трещин, развивающихся по механизму межкристаллитного растрескивания под напряжением (МКРПН), контроль упомянутых СС проводился с применением методик ручного ультразвукового контроля (РУЗК) МЦУ-7-97 и МЦУ-5-99. Применение этих методик в 1997-2001 годах при массовом контроле позволило выявить все наиболее крупные несплошности и, таким образом, в значительной степени обезопасить эксплуатацию АС. Вместе с тем исследования, проведенные в 1999-2000 годах в ГУП ИЦД НИКИЭТ на реальных сварных соединениях с реальными несплошностями показали, что достоверность контроля с применением указанных методик далека от совершенства. Одной из составляющих, оказывающих непосредственное влияние на достоверность контроля, как показали проведенные исследования, является человеческий фактор. Так, например, при проведении контроля по одной из методик одних и тех же образцов тремя бригадами специалистов, достоверность контроля колебалась от 0,4 до 0,73.
С целью повышения эффективности эксплуатационного неразрушающего контроля ИЦД НИКИЭТ были разработаны опытный образец системы полуавтоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений аустенитных трубопроводов Ду300 и «Методика полуавтоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений аустенитных трубопроводов Ду300 РУ РБМК-1000» № 840.11М.
Особенности данной системы:
•    одновременное применение 10 схем прозвучивания.
•    контроль одновременно с двух сторон сварного соединения.
•    незначительное время контроля одного сварного соединения – не более 4 минут.
•    фиксированная скорость сканирования – 10 мм/сек.
•    уменьшение зоны сканирования – по 50 мм с каждой стороны сварного соединения.
•    возможность расшифровки результатов контроля в лабораторном помещении.
•    архивация результатов контроля.
По результатам опытного контроля концерном «Росэнергоатом» было принято решение об изготовлении 10 комплектов систем и поставке их на Смоленскую, Курскую и Ленинградскую АС. Одновременно требование о проведении эксплуатационного контроля с применением систем полуавтоматизированного контроля было внесено в АТПЭ 10-96.

За 3 года с использованием систем полуавтоматизированного контроля было проконтролировано более 4000 сварных соединений. Результаты проведенного контроля представлены ниже в виде диаграмм и таблицы.

12 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

количество СС, проконтролированных ПАУЗК в 2002 – 2004 гг.

17

количество СС с зафиксированными несплошностями по результатам ПАУЗК

Сравнительные данные по контролю за 2002 – 2004 гг.:

14

Сравнение результатов ручного и полуавтоматизированного контроля показывает, что выявляемость несплошностей и, соответственно, достоверность полуавтоматизированного ультразвукового контроля значительно выше, чем ручного контроля.
Кроме того, результаты полуавтоматизированного контроля СС Ду300 5-го энергоблока показывают, что и сварные соединения, еще не бывшие в эксплуатации, имеют несплошности.

15
Полуавтоматизированная система ультразвукового контроля

Чтобы облегчить оценку персоналом результатов контроля и сократить необходимое для этого время,  ИЦД НИКИЭТ разработал программу автоматической расшифровки «УЗК-Аналитик». Сравнение результатов расшифровки более 200 СС с использованием программы «УЗК-Аналитик» и опытного специалиста показало 100% выявление несплошностей. При этом перебраковка составила  10%. С учетом того, что окончательное решение по каждому СС принимает специалист, можно сказать, что вероятность выявления несплошностей равна 100% при значительном (до 50%) сокращении времени, необходимого для оценки результатов контроля.
Для хранения первичных результатов контроля СС Ду300 ИЦД НИКИЭТ была сформирована база данных. В нее занесены все СС, подвергшиеся контролю с использованием ПАУЗК. Использование прикладных программ базы данных позволяет проводить обработку результатов контроля, следить за изменением состояния СС (сравнение С-сканов предыдущих и последующих контролей), анализировать информацию о дефектности каждой из систем АС (ОТ, НТ, СПИР, САОР, ВУТ и т.д.), прогнозировать состояние СС и т.д.

Автоматизированная система контроля течи теплоносителя

Предотвращение глобальных катастроф, вызванных авариями на объектах атомной энергетики, в том числе на атомных электростанциях (АЭС), является мировой задачей. Поэтому требования к системам безопасности непрерывно ужесточаются, что приводит к необходимости разработки новых технологий, средств мониторинга и надежной диагностики технического состояния оборудования таких объектов.
Особенно опасны нарушения штатной эксплуатации, связанные с нарушениями целостности и, тем более, разрывами трубопроводов контура охлаждения реактора.
Современные системы ультразвукового контроля позволяют выявлять дефекты очень малой величины. Однако всегда существует вероятность пропуска дефекта системами неразрушающего контроля. В период эксплуатации дефект может увеличиться и приобрести сквозной характер. Для исключения вероятности дальнейшего катастрофического развития ситуации, связанной с разрывом трубопровода (и возможным обезвоживанием активной зоны реактора), необходима автоматизированная система, надежно обнаруживающая течь на ранней стадии и информирующая об этом оперативный персонал энергоблока. Особенно актуально внедрение таких систем на энергоблоках атомных станций  с реакторными установками типа РБМК, которые не имеют контейнмента.
Система контроля течи является главным инструментом реализации концепции «течь перед разрушением» (ТПР), суть которой заключается в следующем. Необходимо обнаружить и контролировать течь начиная с определенной величины на ранней стадии ее возникновения и своевременно принять соответствующие меры. В этом случае исключается возможность неконтролируемого роста сквозного дефекта и дальнейшего катастрофического разрушения трубопровода и окружающего оборудования, обеспечивается заданный высокий уровень безопасности эксплуатации.
В настоящее время не существует единственного метода обнаружения течи, сочетающего в себе высокую чувствительность и надежность с быстродействием, способностью точно оценить  величину расхода течи и определить ее местоположение.
В руководстве по применению концепции безопасности «течь перед разрушением» к трубопроводам АЭУ /Р-ТПР-01-99/ сформулированы основные требования к таким системам контроля. В соответствии с  требованиями данного руководства система контроля течи  главного контура охлаждения должна использовать по крайней мере три независимые дополняющие друг друга системы, осуществляющие контроль по разным физическим параметрам.
Все требования, обусловленные указанными регламентирующими документами, обеспечены в разработанной и внедряемой на всех энергоблоках с РУ РБМК автоматизированной системе контроля течи теплоносителя (АСОТТ), включающей четыре подсистемы контроля различных физических параметров; влажности, объемной аэрозольной активности, поля акустического давления и поля температуры в помещениях с контролируемым оборудованием. Для обеспечения высокой надежности и достоверности обнаружения течи в каждом из контролируемых помещений осуществляется контроль по трем различным параметрам, выбор которых зависит от условий эксплуатации оборудования в данном помещении. Первичные преобразователи (датчики), используемые для измерения этих физических параметров, выпускаются отечественными предприятиями. АСОТТ имеет программно-вычислительный комплекс верхнего уровня и строится как интегрирующая измерительная система, объединяющая все подсистемы контроля течи.
Внедрение АСОТТ с комплексом средств автоматизации призвано создать на АЭС с РБМК эффективный и надежный инструмент обнаружения и идентификации течей теплоносителя  оборудования и трубопроводов КМПЦ на ранней стадии их возникновения.

Фотографии оборудования АСОТТ:

18 19
АСОТТ-акустика: микрофон и усилитель АСОТТ-акустика: имитатор и калибратор
20 21
АСОТТ-влажность: гигрометр ИВА-6Б АСОТТ: стойка компьютерная и шкафы приборные

Экспериментальные испытания методик УЗК на стендах НИКИЭТ («слепые» испытания)

22 23 24

Эксплуатационный контроль сварных соединений трубопроводов Ду 325 мм из аустенитной стали

В дополнение к методике ручного УЗК в сотрудничестве с научно-производственным центром «Эхо+» была доработана методика и установка автоматизированного УЗК «Авгур 4.2». Методика обеспечивает выявление трещин высотой более 0,75 мм и определение их размеров,  а также документирование процесса и результатов контроля. Методика и установка испытаны и допущены к применению на АЭС.
Испытания методик проводились на образцах с искусственными отражателями и образцах с эксплуатационными дефектами. Результаты УЗК образцов с эксплуатационными дефектами подтверждались металлографическими исследованиями и радиографическим контролем образцов.
После проведения испытаний разработанные методики были включены в «Типовую программу контроля …» и с 1997 г. применяются на российских АЭС. Объём ультразвукового контроля сварных соединений трубопроводов Ду300 составляет в настоящее время 100% с периодичностью 45 тысяч часов. В 1997 – 1998 гг. по вновь разработанным методикам проводился УЗ контроль на 1-м и 2-м энергоблоках САЭС, 1-м и 2-м энергоблоках КАЭС, 3-м энергоблоке ЧАЭС и 1-м энергоблоке ИАЭС. В местах, недоступных для УЗК, выполнялся радиографический контроль.

Разработка и внедрение полуавтоматических систем УЗК металла трубопроводов КМПЦ с оценкой реальных размеров дефектов

Задача обнаружения массовых дефектов металла и связанные с ней работы по 100% эксплуатационному контролю подтвердили, что наиболее острыми при эксплуатационном контроле аустенитных и других трубопроводов являются следующие проблемы:
•    необходимость оценки реальных размеров дефектов для проведения уточненных прочностных расчетов и оценки безопасности эксплуатации трубопроводов, что не обеспечивается при проведении ручного контроля;
•    низкая контролепригодность оборудования (в большинстве случаев односторонний доступ к сварным соединениям, ограниченная пространственная зона доступа и т.п.), что ограничивает применение уже разработанных систем автоматизированного контроля;
•   необходимость из-за высоких дозовых нагрузок на персонал (дефектоскопистов) применять системы контроля с минимальным временем установки/демонтажа и минимальным временем контроля, что также ограничивает применение уже разработанных систем автоматизированного контроля, и в частности систем серии «Авгур», для штатного ЭКМ;
•    необходимость автоматизированного документирования результатов контроля и снижения влияния «человеческого фактора» при проведении контроля.

Таким образом, актуальной задачей является разработка полуавтоматических систем УЗК, обеспечивающих эффективный контроль в условиях ограниченной контролепригодности оборудования с оценкой размеров обнаруживаемых дефектов.

6
Система полуавтоматического УЗК «Скаруч»

Для решения поставленной задачи специалисты ИЦД НИКИЭТ привлекли к сотрудничеству отечественных специалистов высшей школы (МГТУ им. Н.Э.Баумана) и зарубежных специалистов фирмы MBL (Великобритания).
В частности, фирма MPL обязалась поставить полуавтоматическую систему и методику УЗК сварных соединений трубопроводов Ду300 из аустенитной стали, разработанную на основе многолетнего опыта этой компании в области УЗК аустенитных трубопроводов на объектах атомной энергетики.
Данная полуавтоматическая система позволит осуществлять УЗК в местах с ограниченным доступом, снизить влияние «человеческого фактора» за счет автоматической записи результатов контроля, минимизировать время на установку акустического блока и снизить продолжительность контроля.

Внедрение систем неразрушающего контроля металла КМПЦ и ТК, поставляемого в рамках проектов ЕБРД, TASIC и двухстороннего сотрудничества

В настоящее время осуществляется поставка оборудования неразрушающего контроля металла оборудования КМПЦ и ТК на Ленинградскую АЭС в рамках проекта ЕБРД СЯБ ЛАЭС (компании-поставщики: Tecnatom S.A. – Испания и Marubeni – Япония) и на Смоленскую АЭС в рамках программы TASIC (компания-поставщик: MBL – Великобритания).
Работы, направленные на внедрение поставляемого оборудования и технические консультации поставщиков, возложены на НИКИЭТ, как организацию, координирующую проекты, связанные с зарубежной помощью в области повышения безопасности реактора РБМК.
Поставляемое оборудование включает в себя ручные, полуавтоматические и автоматизированные системы ультразвукового контроля металла ТК и трубопроводов КМПЦ, автоматизированные системы вихретокового контроля, измерения геометрических размеров каналов ТК и СУЗ, систему телевизионного наблюдения.
Для внедрения в эксплуатацию данное оборудование должно пройти процедуру демонстрационных и приемочных испытаний, после чего может быть допущено к эксплуатации Госатомнадзором РФ. Поэтому особое значение приобретает представительность результатов испытаний, а следовательно и качество изготавливаемых для этих испытаний тест-образцов.
Основной задачей испытаний является оценка реальных рабочих характеристик поставляемого оборудования, при этом в соответствии с техническими спецификациями, разработанными НИКИЭТ, оценочные испытания рабочих характеристик проводятся «вслепую», чтобы максимально продемонстрировать возможности оборудования. Таким образом, используемые тест-образцы должны содержать искусственно внесенные, паспортизованные и метрологически аттестованные дефекты.  Данные дефекты будут использоваться для обеспечения качественных и количественных оценок возможностей обнаружения, определения местоположения и размера дефектов или измерения отклонений от номинальных геометрических размеров компонентов КМПЦ.

7
“Слепые” тест-образцы

По проекту ЕБРД СЯБ ЛАЭС в сотрудничестве с ГНЦ «ЦНИИТМАШ» разработан и изготовлен комплект тест-образцов, используемых для приемки оборудования, поставляемого в рамках проектов А1.2 «Ультразвуковое оборудование неразрушающего контроля» и проекта А1.1 «Оборудование неразрушающего контроля ТК реактора». При изготовлении дефектов в тест-образцах трубопроводов дефекты, монтируемые в тест-образцах, имитировали дефекты плоскостного (трещина, непровар по кромке, несплавление, непровар в корне) и объемного характера (шлак, поры, включения). По результатам проверки все тест-образцы были паспортизованы, после чего прошли метрологическую аттестацию в ГНЦ «ЦНИИТМАШ».
Аналогичная работа идет по проекту TASIC для внедрения оборудования неразрушающего контроля на Смоленской АЭС. Запланировано изготовление тест-образцов для приемки и внедрения оборудования автоматизированного УЗК трубопроводов Ду800, поставляемого на Ленинградскую АЭС фирмой TRC (Швеция), и тест-образцов для внедрения полуавтоматической системы УЗК аустенитных трубопроводов Ду300, поставляемой фирмой MBL (Великобритания).
На данный момент НИКИЭТ имеет в своем распоряжении более пятидесяти различных образцов и фрагментов оборудования для обеспечения качественного контроля на АЭС.

Валидация систем неразрушающего контроля, обучение и сертификация дефектоскопистов

Интенсивное вовлечение отраслевых организаций в международное сотрудничество, работы по обоснованию безопасной эксплуатации оборудования не только перед Госатомнадзором РФ но и перед международными организациями, интеграция подходов к контролю и диагностике оборудования, использование зарубежных технологий и аппаратуры и контроля обусловили тенденцию к использованию международных стандартов при внедрении новых средств контроля и подготовке специалистов-контролеров.

8
Работа с тренажером

В частности, уже в 1993 году по инициативе НИКИЭТ система инспекционного контроля ТК СК-06, разработанная НИКИМТ, прошла валидацию в международном Инспекционном валидационном центре (IVC) на базе фирмы AEA TECHNOLOGY (Великобритания). Данная работа была выполнена в рамках двухстороннего сотрудничества и организована НИКИЭТ совместно со специалистами AEA TECHNOLOGY.  В 1996 г.  НИКИЭТ организовал валидацию в том же Инспекционном валидационном центре системы  ультразвукового голографического контроля "Авгур 4.2".
Выполнение этих работ позволяет опираться на результаты контроля не только при проведении оценок и анализа безопасности российскими специалистами, но и при международных инспекциях.
Унификация подходов международного сообщества при обучении и сертификации дефектоскопистов, внедрении новых методик контроля (программа ENIQ) требует от отечественных организаций согласования подходов к данным проблемам, что неоднократно отмечали специалисты Госатомнадзора РФ.
НИКИЭТ сотрудничает с научно-учебным центром «Контроль и диагностика», имеющим лицензию Госатомнадзора РФ, международный сертификат и осуществляющим обучение и подготовку дефектоскопистов по европейскому стандарту EN473 и нормам отраслевых НТД. В рамках двухстороннего сотрудничества с фирмами MBL и AEA TECHNOLOGY центр диагностики НИКИЭТ получил специализированный тренажер для трейнинга дефектоскопистов АЭС, позволяющий осуществлять оценку подготовки контролеров и по данным английских специалистов повысить качество контроля. Совместные работы в этой области запланированы на 1999 год.

Технологии обнаружения течей

Внедрение системы АСОТТ на энергоблоках АЭС с РБМК-1000

Внедрение системы АСОТТ на энергоблоках АЭС с РБМК-1000 осуществляется в два этапа в соответствии с план-графиком внедрения и графиками ППР блоков.
1 этап – внедрение систем обнаружения течи теплоносителя в объеме контроля опускных трубопроводов по таким параметрам, как влажность и аэрозольная активность воздушной среды. 
На первом этапе осуществляется монтаж пробоотборных трубопроводов из помещений барабанов-сепараторов и шахт опускных трубопроводов, монтируются датчики влажности и аэрозольной активности в трубопроводах пробоотбора и вторичное измерительное оборудование. Целью внедрения является обеспечение безопасной эксплуатации трубопроводов Ду 300 мм с обнаруженными и допущенными в эксплуатацию дефектами в сварных швах.  
2 этап – дооснащение энергоблоков системой обнаружения течи теплоносителя КМПЦ до полномасштабной.
Двухэтапная схема внедрения системы АСОТТ наилучшим образом соответствует графикам ППР и текущему финансовому положению АЭС.
Цель внедрения системы - снижение количества аварийных ситуаций, связанных с разгерметизацией и разрывом трубопроводов и оборудования контура охлаждения  реактора. Это достигается контролем трёх параметров: уровня влажности и аэрозольной активности воздушной среды в помещениях КМПЦ, и уровня акустических шумов на оборудовании и трубопроводах КМПЦ.

Разработка перспективных систем обнаружения и идентификации течей

Работы по внедрению на АЭС систем контроля герметичности, построенных только на принципах измерения влажности и радиоактивности воздушной среды, не позволяют в настоящее время достигнуть требуемой точности и надежности при идентификации обнаруженной течи. Специалистами ИЦД НИКИЭТ осуществляется разработка интегрированной системы контроля герметичности, включая контроль влажности, радиоактивности и акустических шумов.

В частности, в сотрудничестве с корпорацией PNC, компаниями PESCO, HITACHI, AKAI, RION (Япония) и специалистами Ленинградской АЭС разработана акустическая система поиска и обнаружения течей. В основу работы системы положен принцип регистрации акустических шумов, генерируемых течью, с помощью высокотемпературных микрофонов, разработанных японскими специалистами.

9
Аппаратура микрофонной системы
контроля герметичности

Отличительным достоинством данной системы является решение в автоматическом режиме следующего комплекса задач:
•    «быстрое» обнаружение течи (менее 5 мин.) методом звукового давления в условиях мощных фоновых шумов и сильного затухания сигнала;
•    обнаружение течи на ранней стадии развития с помощью высокочувствительного корреляционного метода;
•    определение пространственного местоположения течи на основе корреляционного метода и метода звукового давления;
•    оценка величины утечки на основе анализа уровня генерируемых шумов и местоположения источника звука.

Результаты испытаний, проведенных при работе 1 энергоблока ЛАЭС на номинальном уровне мощности, показали, что микрофонная система обеспечивает автоматическое выполнение функций по обнаружению, определению местоположения и оценке расхода течей в соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к системе. Обнаружение и определение местоположения течей с расходом 200, 500, 700 и 1000 л/ч были выполнены системой в режиме он-лайн. Чувствительность системы по результатам испытаний составила 24 л/ч.

Ведутся работы, направленные на подготовку системы к штатной эксплуатации и тиражированию ее на другие блоки с реакторами РБМК. Специалистами всероссийского ядерного центра ВНИИЭФ разработана конструкция отечественного высокотемпературного пьезомикрофона, что позволит осуществить тиражирование системы силами отрасли.

Также в ходе выполнения проекта по оценке применимости концепции “течь перед разрушением” в рамках программы TASIC были изучены возможности применения новой влажностной системы обнаружения течей FLUS, производства фирмы SIEMENS (Германия). Эта система позволяет определять местоположение течи под теплоизоляцией трубопроводов, в связи с чем данная разработка может быть применена на АЭС с реакторами РБМК для контроля течей под теплоизоляцией трубопроводов Ду800 и другого оборудования.

 

 В заключение следует отметить, что разработка и практическое применение на АЭС первого поколения технологий обеспечения целостности ОиТ позволяет обеспечить выполнение требований ОПБ, ПБЯ, Правил, разработать расчетно-экспериментальное обоснование исключения гильотинных разрывов трубопроводов большого диаметра на базе концепции «течь перед разрушением», обеспечить в период ПСС повышенный уровень безопасности энергоблоков по сравнению с предыдущим периодом эксплуатации.