核电阀门的试验鉴定(2)

3、能动自驱动止回阀的鉴定试验

3.1、标准要求的鉴定试验项目及顺序

　　ASME　QME - 1 QVP - 732012规定了试验项目及顺序。
　　试验前检验　QVP - 733112
　　环境与老化模拟　QVP - 7350
　　中间检验　QVP - 733212
　　端部加载试验　QVP - 737012
　　中间检验　QVP - 733212
　　流体阻断试验　QVP - 739012 (包括逆流试验、阀瓣对阀座的楔形锁紧评估试验和全开阀瓣时流量试验)
　　试验后检验　QVP - 733312

　　但是,以关闭阀瓣或辅助关闭为目的的带有外部重块、弹簧或动力驱动装置的止回阀和以提供在线试验的可操作性为唯一目的的带有外部驱动装置的止回阀,可以通过试验进行鉴定,或通过对阀门在地震事件期间和其后进行分析以确定驱动装置不会降低阀门的功能和可操作性来进行鉴定。

3.2、实践中建议的鉴定试验项目及顺序

　　基于与第2章同样的原因,给出实践中的鉴定试验项目及顺序。
　　①试验前检验。
　　②冷循环试验、热循环试验、热态动作寿命试验2 000次、热冲击试验、流体阻断试验(每一项试验完成后及动作寿命试验期间定期均在试验装置上不拆卸阀门的情况下进行在线检漏、初步评估阀门密封的情况) 。
　　③中间检验。
　　④端部加载试验。
　　⑤试验后检验。
　　⑥流量系数Cv 值测试。

　　其中关于止回阀的循环试验和动作寿命试验需在回路中串联一个适当规格的闸阀或截止阀,应通过测试止回阀前、后压差,根据回路流量,来评估止回阀的开启角度。但是对于大口径的止回阀,要保持很大的开启角度是较困难的。

4、地震试验

　　ASME QME-1规定,当阀门的基频超过33Hz时,允许以静力加载的方法模拟地震载荷进行地震试验。这种静态加载方法,按三个方向的合成加速度的载荷施加于阀门重心位置(施加于其他位置如支架法兰时,要根据等效载荷原则,换算所应施加的载荷) ,这种考核方法增加了对阀门强度的考核。但这种静态加载方法考核地震对阀门的影响,专家们存有疑问。因此目前国内一般建议在具备条件的前提下,尽可能以动态加载进行地震试验。根据振动台设备的发展趋势,目前已很少采用大型的液压振动台进行阀门的地震试验,而一般采用电动振动台(目前国内设备的最大推力为200kN) 。因此,鉴于重量的限制,一般仅DN200以下的阀门采用动态方法进行地震试验,而更大尺寸的阀门只能采用静力加载进行地震试验。目前的动态地震试验一般都是X、Y、Z三个方向分别进行,没有进行合成的动态试验,因此,分别就X、Y、Z三个方向进行地震试验的情况下,应适当提高试验时的地震加速度。

5、振动老化试验

　　ASME QME - 1 取消了ANSI B16141 要求X、Y、Z三个方向各90min的振动老化试验。目前一般要求按静力加载进行地震试验的阀门应进行振动老化试验,而已进行动态地震试验的阀门则可免做。

6、流体阻断性能试验

　　ANSI B16141 中规定流体阻断性能试验过程中,只要求10%行程内能保持额定压差。而ASMEQME - 1则要求在100%行程内都保持额定压差,这对于尺寸稍大如DN50的阀门都是很难做到的,更别说大尺寸如DN200的阀门了。因此,建议试验大纲在编制、评审过程中直接规定10%行程,在目前试验装置的限制下,有利于评估阀门的流体阻断性能。同时ASME QME - 1未规定阀门进行流体阻断性能试验,因为在实际工况中,很多阀门其实并不要求具备流体阻断性能, ASME QME - 1 没有区分这些阀门。

7、非能动阀门的鉴定

　　ASME QME - 1 仅规定了能动阀门的鉴定细节,没有涉及非能动阀门的鉴定。根据ASME BPVCIII或RCC - M的规范设计,阀门满足A、B、C、D使用工况和载荷限制的有关规定,即可认为能确保维持压力边界的完整性。按ASME III和RCC - M造的阀门不能保证在执行系统安全功能时的机械动作,即使在设计时采用其他的设计准则进行评估,如在D级工况下采用A级准则、或B级准则。因此,对于非能动阀门,只要在设计上满足核电规范如ASME III或RCC - M的要求,即可认为在所有工况下都能确保压力边界的完整,而不必进行样机试验鉴定。

8、覆盖原则

　　ANSIB16141的扩展原则为①样机压力等级的扩展原则90% ～200%。②样机口径的扩展原则50% ～200%。ASME QME - 1的扩展原则按QVC- 7420如下的尺寸区间,从每一个定义的区间的中间位置各选一台阀门进行试验,或者从较低定义区间的邻近中间位置选择一台阀门、从较高定义区间的邻近上端位置选择一台阀门进行试验,即DN100及以下,DN125～500,DN500以上。

　　ASME QME - 1取消了ANSI B16141关于压力的扩展原则,但要求以最不利条件进行样机的选择和试验。扩展原则必须符合QVC - 7220的设计相似性。满足QVC - 722011要求的前提下,ASME QME- 1允许材料的扩展。

9、结语

　　按ASME QME-1 2002 版进行核电阀门的鉴定试验时的试验项目、顺序,并根据目前国内核电阀门鉴定的实际要求,结合国内厂家进行型式试验的特点,调整了部分试验顺序,增加和补充了如模拟工况下的动作寿命试验、热冲击试验、流量试验等试验项目,提出了止回阀寿命试验的实施方案,提出了诸如振动试验实施界线、应用于阀门中的非金属材料的鉴定试验方案、较大口径阀门的流体阻断试验的行程和非能动阀门的鉴定方案等建议。