CN104677922A - 一种电缆热-γ辐照协同老化试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种材料老化考验的试验方法。为解决核级低压电缆协同老化试验的实用化问题，填补国内空白，本发明提供了一种电缆热-γ辐照协同老化试验方法。该方法包括以下步骤：一、设置固定网；二、建立辐照计算模型，根据辐照计算模型获取有关计算值；三、固定核级低压电缆样品；四、对核级低压电缆样品进行辐照，分析其所受剂量率；五、通过剂量率比对来调整、确定核级低压电缆样品的位置；六、替换核级低压电缆样品，密封两端后固定；七、进行协同老化试验，得到抗老化性能。本发明的试验方法解决了核级低压电缆协同老化试验的实用化问题，其试验结果准确性高，样品所受辐照剂量率均匀性好，能够实现不同规格样品的同时试验。

Description

一种电缆热-γ辐照协同老化试验方法

技术领域

本发明涉及一种材料老化考验的试验方法，特别涉及一种电缆热-γ辐照协同老化试验方法。

背景技术

在核工业领域中，反应堆安全壳内的安全设备组件依靠核级低压电缆进行电力输送、信号传输和设备控制，使得各安全设备组件的功能得以正常发挥，因此核级低压电缆是反应堆的重要安全部件。

在实际工作环境中，核级低压电缆会在诸如辐照、热、潮湿、震动等众多影响因素的协同作用下发生老化，其中辐照和热是主要因素。因此，国际上主要采用热与γ辐照协同老化的方式对核级低压电缆进行老化试验。

根据现有技术，核级低压电缆的热与γ辐照协同老化试验通常在具有控温和换气功能的老化试验箱中进行。试验时，将装有核级低压电缆样品的老化试验箱置于γ辐照场中，通过加热和γ辐照的影响使样品发生老化，老化后经检验即可得到样品的抗老化性能。

IAEA在2012年的有关报告中指出，核级低压电缆的老化考验试验必须采用热与γ辐照协同老化。目前，国际上已经开展了许多的相关研究，但至今未见关于协同老化试验详细试验方法的公开报道。而国内仅开展过单因子老化试验或多因子“逐次老化”试验，并未进行过协同老化试验。

基于上述情况，若要将核级低压电缆的协同老化试验实用化，就需要开发一套设计合理的协同老化试验方法。

发明内容

为解决核级低压电缆协同老化试验的实用化问题，填补国内空白，本发明提供了一种电缆热-γ辐照协同老化试验方法。该方法包括以下步骤：

(一)在老化试验箱顶部和底部各设置一个固定网，所述老化试验箱具有控温和换气功能；

(二)依据所选用辐照场的参数和核级低压电缆样品辐照要求建立辐照计算模型，根据辐照计算模型计算得出老化试验箱在所选用辐照场中的位置，以及核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值；

(三)依据核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值在老化试验箱中固定相应的核级低压电缆样品，具体方法为：将核级低压电缆样品两端均以金属箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品的两端分别固定于老化试验箱顶部和底部固定网的相应位置；

(四)在固定好的核级低压电缆样品表面合适位置设置多个γ射线剂量计，将固定有核级低压电缆样品的老化试验箱置于步骤(二)计算得出的老化试验箱在所选用辐照场中的位置处，根据核级低压电缆样品辐照要求的时间进行辐照；辐照后分析计算各γ射线剂量计处的剂量率，并与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率进行对比；

(五)若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差不符合要求，则调整核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置，重复步骤(四)，直至各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，此时将核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，则将步骤(三)的核级低压电缆样品的固定位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(六)以规格相同的新的核级低压电缆样品替换老化试验箱中的核级低压电缆样品，将新的核级低压电缆样品两端均以金属箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品固定于核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(七)确保老化试验箱在所选用辐照场中的位置不变，开启老化试验箱的控温和换气功能进行协同老化试验，试验完成后经检验即可得到该核级低压电缆样品的抗老化性能。

所述固定网可以采用金属丝网。

所采用的金属箔优选为锡箔或铝箔。

本发明的电缆热-γ辐照协同老化试验方法可同时对多根核级低压电缆样品进行协同老化试验；所述多根核级低压电缆样品的规格可以不同。

本发明中，γ射线剂量计在固定好的核级低压电缆样品表面设置数量优选为：每根核级低压电缆样品表面设置四个以上的γ射线剂量计。

当所选用辐照场的均匀性较差时，为保证核级低压电缆样品辐照的剂量率均匀性，可以采用周期性的倒样操作，即周期性调换各核级低压电缆样品的位置，同时将每根核级低压电缆样品的两端进行对调。

本发明采用固定网对核级低压电缆样品进行固定，由于固定网具有网格尺寸固定、固定点密集、各固定点之间的距离易于确定、便于选用等诸多优点，因此能够非常方便的调整核级低压电缆样品在老化试验箱中的固定位置，在老化试验箱换气气流的冲击下能够确保固定的牢靠性。当同时对多根样品进行协同老化时，各样品之间距离的确定和调整十分容易，易于实现不同规格核级低压电缆样品的同时试验，倒样操作也较为便利，进而确保了核级低压电缆样品所受辐照剂量率的均匀性。同时，操作的便捷还大幅减轻了辐照条件下的劳动强度，有利于人员的防护。

本发明核级低压电缆样品两端以金属箔包裹密封的方式具有良好的密封效果，尤其值得一提的是，此种密封方式在样品老化试验升温过程中还会进一步增强密封效果。由于采用了上述密封方式，因此避免了气流中的氧气从两端对样品形成氧化侵入，造成局部的不均匀老化，影响试验的准确性。

本发明首先通过建立辐照计算模型初步确定老化试验箱在所选用辐照场中的位置，以及核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值；然后在核级低压电缆样品表面设置γ射线剂量计，通过分析辐照后各γ射线剂量计处的剂量率对核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置进行调整，得到精确的核级低压电缆样品试验位置。通过采用上述步骤，避免了诸如辐照场不均匀性、空间位置限制、老化试验箱屏蔽等影响因素，确保了核级低压电缆样品所受辐照剂量率的精确性。

本发明的电缆热-γ辐照协同老化试验方法解决了核级低压电缆协同老化试验的实用化问题，采用该方法对核级低压电缆样品进行协同老化试验的试验结果准确性高，样品所受辐照剂量率均匀性好，能够实现不同规格样品的同时试验，样品位置调整方便，操作便利快捷，利于操作人员的辐射防护。

附图说明

图1本发明的协同老化试验示意图。

附图标记：1.核级低压电缆样品，2.固定网，3.金属丝老化试验箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1

采用本发明的电缆热-γ辐照协同老化试验方法对8根核级低压电缆样品进行协同老化试验，具体步骤如下：

(一)在老化试验箱顶部和底部各设置一个固定网，所述老化试验箱具有控温和换气功能；

(二)依据所选用辐照场(剂量率为450Gy/h)的参数和核级低压电缆样品辐照要求建立辐照计算模型，根据辐照计算模型计算得出老化试验箱在所选用辐照场中的位置，以及核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值；

(三)依据核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值在老化试验箱中固定相应的核级低压电缆样品，具体方法为：将核级低压电缆样品两端均以铝箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品的两端分别固定于老化试验箱顶部和底部固定网的相应位置；

(四)在每根固定好的核级低压电缆样品表面合适位置设置4个γ射线剂量计，将固定有核级低压电缆样品的老化试验箱置于步骤(二)计算得出的老化试验箱在所选用辐照场中的位置处，根据核级低压电缆样品辐照要求的时间进行辐照；辐照后分析计算各γ射线剂量计处的剂量率，并与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率进行对比；

(五)若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差(要求偏差小于15％)不符合要求，则调整核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置，重复步骤(四)，直至各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，此时将核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，则将步骤(三)的核级低压电缆样品的固定位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(六)以规格相同的新的核级低压电缆样品替换老化试验箱中的核级低压电缆样品，将新的核级低压电缆样品两端均以铝箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品固定于核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(七)确保老化试验箱在所选用辐照场中的位置不变，开启老化试验箱的控温和换气功能进行协同老化试验，试验完成后经检验得到该核级低压电缆样品的抗老化性能。

实施例2

采用本发明的电缆热-γ辐照协同老化试验方法对6根核级低压电缆样品进行协同老化试验，具体步骤如下：

(一)在老化试验箱顶部和底部各设置一个固定网，所述老化试验箱具有控温和换气功能；

(二)依据所选用辐照场(剂量率为50Gy/h)的参数和核级低压电缆样品辐照要求建立辐照计算模型，根据辐照计算模型计算得出老化试验箱在所选用辐照场中的位置，以及核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值；

(三)依据核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值在老化试验箱中固定相应的核级低压电缆样品，具体方法为：将核级低压电缆样品两端均以锡箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品的两端分别固定于老化试验箱顶部和底部固定网的相应位置；

(四)在每根固定好的核级低压电缆样品表面合适位置设置6个γ射线剂量计，将固定有核级低压电缆样品的老化试验箱置于步骤(二)计算得出的老化试验箱在所选用辐照场中的位置处，根据核级低压电缆样品辐照要求的时间进行辐照；辐照后分析计算各γ射线剂量计处的剂量率，并与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率进行对比；

(五)若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差(要求偏差小于10％)不符合要求，则调整核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置，重复步骤(四)，直至各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，此时将核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，则将步骤(三)的核级低压电缆样品的固定位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(六)以规格相同的新的核级低压电缆样品替换老化试验箱中的核级低压电缆样品，将新的核级低压电缆样品两端均以锡箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品固定于核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(七)确保老化试验箱在所选用辐照场中的位置不变，开启老化试验箱的控温和换气功能进行协同老化试验，试验过程中进行3次倒样操作，试验完成后经检验得到该核级低压电缆样品的抗老化性能。

由实施例1、2的试验结果可知，本发明的电缆热-γ辐照协同老化试验方法对核级低压电缆样品进行协同老化试验的试验结果准确性高，样品所受辐照剂量率均匀性好，能够实现不同规格样品的同时试验，样品位置调整方便，操作便利快捷，利于操作人员的辐射防护。

Claims (7)

1.一种电缆热-γ辐照协同老化试验方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(一)在老化试验箱顶部和底部各设置一个固定网，所述老化试验箱具有控温和换气功能；

(二)依据所选用辐照场的参数和核级低压电缆样品辐照要求建立辐照计算模型，根据辐照计算模型计算得出老化试验箱在所选用辐照场中的位置，以及核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值；

(三)依据核级低压电缆样品在所选用辐照场中位置的计算值在老化试验箱中固定相应的核级低压电缆样品，具体方法为：将核级低压电缆样品两端均以金属箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品的两端分别固定于老化试验箱顶部和底部固定网的相应位置；

(四)在固定好的核级低压电缆样品表面合适位置设置多个γ射线剂量计，将固定有核级低压电缆样品的老化试验箱置于步骤(二)计算得出的老化试验箱在所选用辐照场中的位置处，根据核级低压电缆样品辐照要求的时间进行辐照；辐照后分析计算各γ射线剂量计处的剂量率，并与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率进行对比；

(五)若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差不符合要求，则调整核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置，重复步骤(四)，直至各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，此时将核级低压电缆样品在老化试验箱中的位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；若各测量结果的平均值与核级低压电缆样品辐照要求的剂量率的偏差符合要求，则将步骤(三)的核级低压电缆样品的固定位置确定为核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(六)以规格相同的新的核级低压电缆样品替换老化试验箱中的核级低压电缆样品，将新的核级低压电缆样品两端均以金属箔包裹密封，然后通过金属丝将核级低压电缆样品固定于核级低压电缆样品的协同老化试验位置；

(七)确保老化试验箱在所选用辐照场中的位置不变，开启老化试验箱的控温和换气功能进行协同老化试验，试验完成后经检验即可得到该核级低压电缆样品的抗老化性能。

2.如权利要求1所述的电缆热-γ辐照协同老化试验方法，其特征在于：所述固定网采用金属丝网。

3.如权利要求1所述的电缆热-γ辐照协同老化试验方法，其特征在于：所采用的金属箔为锡箔或铝箔。

4.如权利要求1所述的电缆热-γ辐照协同老化试验方法，其特征在于：所述核级低压电缆样品为多根。

5.如权利要求4所述的电缆热-γ辐照协同老化试验方法，其特征在于：各核级低压电缆样品的规格不相同。

6.如权利要求1所述的电缆热-γ辐照协同老化试验方法，其特征在于：γ射线剂量计在固定好的核级低压电缆样品表面设置数量为：每根核级低压电缆样品表面设置四个以上的γ射线剂量计。

7.如权利要求1所述的电缆热-γ辐照协同老化试验方法，其特征在于：周期性调换各核级低压电缆样品的位置，同时将每根核级低压电缆样品的两端进行对调。