ATOMREAKTOROK ANYAGAI 9. előadás

Az előadások a következő témára: "ATOMREAKTOROK ANYAGAI 9. előadás"— Előadás másolata:

1 ATOMREAKTOROK ANYAGAI 9. előadás
Dr. Trampus Péter egyetemi tanár

2 Üzem közbeni időszakos ellenőrzés
In-Service Inspection (ISI) Elemei: Időszakos roncsolásmentes vizsgálatok (rmv) Időszakos tömörségi és nyomáspróbák

3 Időszakos ellenőrzés hatékonyságának elemei
Vizsgálati terjedelem: a biztonságra kifejtett hatás az elsődleges, a vizsgálat költsége másodlagos Vizsgálati ciklusidő: a károsodási folyamat kinetikája a meghatározó A vizsgálatok terjedelmére igazolt teljesítőképességű vizsgáló rendszert kell választani (minősítés)

4 Vizsgálati szabványok HATÉKONY IDŐSZAKOS ELLENŐRZÉS
Tervezési szabványok Vizsgálati szabványok HAGYOMÁNYOS MEGKÖZELÍTÉS Determinisztikus módszerek Részletesen szabályozott követelmények HATÉKONY IDŐSZAKOS ELLENŐRZÉS vizsgálat alá vont területek kiválasztása vizsgálatok időbeli ütemezése rmv hatékonysága Valószínűség számítási módszerek Teljesítőképességen alapuló követelmények KORSZERŰ MEGKÖZELÍTÉS RmV rendszerek minősítésa Kockázati szempontok figyelembe vétele

5 Meghibásodás következménye
A kockázat (egy) ábrázolása kockázat nagyon magas Meghibásodás valószínűsége magas közepes Állandó kockázat (A) alacsony Állandó kockázat (B) nagyon alacsony A > B nagyon alacsony Meghibásodás következménye nagyon magas alacsony közepes magas

6 Vizsgálati program Kockázati szempontokat figyelembe vevő program
Meghibásodás valószínűségének értékelése Üzemelés történet Tervezési specifikáció Vizsgálati program Következmény elemzés

7 Meghibásodás bekövetkezése valószínűségének értékelése
Tervezési, gyártási információ Terhelések, környezeti hatások Korábbi vizsgálati eredmények Üzemelési tapasztalatok (más erőműveké is) Szerkezeti megbízhatósági modell (Structural Reliability Model, SRM), ha van Mérnöki becslés (determinisztikus szerkezeti modell alapján) Erőmű-specifikus és egyéb adatbázisok (SRM és mérnöki becslés validálása)

8 A meghibásodás következményei
Nyomástartó fal meghibásodás (lyukadás, törés…) Passzív biztonsági funkció: nyomástartás, hűtés biztosítása Mi lehet a következmény? Kezdeti esemény Üzemelő rendszerben Funkcióképesség elvesztése Készenléti rendszerben Ha a rendszernek nem kellett működnie Ha a rendszernek működnie kellett A kettő kombinációja Kezdeti esemény kiváltása Ezeknek a hatását kell elemezni!

9 Következmény elemzés lépései
FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) – kvalitatív hiba mód és hatás elemzés (a rendszerek feltételezett nagyságú hibákra adott válaszai) PSA (Probabilistic Safety Assessment) minősítése az időszakos ellenőrzésre (PSA eredetileg aktív berendezésekre készül), minimálisan 1. szintű PSA (2. szintű: súlyos következményekkel járó telephely esetén) A rendszerek (szegmensek) válaszainak kvantitatív rangsorolása a PSA felhasználásával Szakértői panel Összehasonlítás a létező ellenőrzési programmal Cél: a kockázat változatlan vagy kisebb legyen!

10 Időszakos roncsolásmentes vizsgálatok
Célja: folytonossági hiányok detektálása, lokalizálása és mérése (információ a szerkezeti integritás elemzéséhez) Javításra / cserére, üzemeltetés folytatására vonatkozó döntések megalapozása (hatósági követelmények alapján) geometriai és fizikai jellemzők mérése a passzív berendezések meghibásodása okozta kockázat vizsgálata, ideális esetben csökkentése (Risk-Informed In-Service Inspection, RI-ISI)

11 Roncsolásmentes vizsgálatok
Elnevezések: Non-Destructive Testing (NDT) Non-Destructive Examination (NDE) Non-Destructive Evaluation (NDE) Definíció (ASTM E-7): Műszaki eljárások kifejlesztése és alkalmazása berendezések anyagának a vizsgálatára, oly módon, hogy a vizsgálat végrehajtása ne akadályozza a berendezés későbbi felhasználását és üzemeltethetőségét.

12 RmV tartománya Folytonossági hiány mérete Tartomány
K r i s t á l y h i b á k M i k r o s z e r k e z e t i i n h o m o g e n i t á s o k Z á r v á n y o k, g á z h ó l y a g o k, ü r e g e k, k ö t é s h i b á k R e p e d é s e k 1m m m m m m m m m m Folytonossági hiány mérete Tartomány Makro Mezo Mikro Nano

13 RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLAT
Kijelzés (INDIKÁCIÓ) Értelmezés Lényeges (valós) FOLYTONOSSÁGI HIÁNY Hamis (nem valós) folytonossági hiány Nem lényeges (mesterséges) folytonossági hiány Értékelés < Elfogadási szint > Elfogadási szint Elfogadás Visszautasítás HIBA

14 Rmv a nukleáris iparban
Berendezés gyártás Bejövő áru ellenőrzés (alapanyag, berendezés) Szerelés Hegesztők minősítése Időszakos ellenőrzés / null-állapot felvétel Meghibásodás elemzés

15 Rmv eljárások

16 Szemrevételezéses vizsgálat (VT)
Legáltalánosabb vizsgálat közvetlen optikai eszközzel segített Feltételei: Megfelelő megvilágítás Megfelelő látásélesség Hasznos kiegészítése az egyéb rmv eljárásoknak

17 VT eszközök

18 VT alkalmazása felületi repedések üregek, pórusok, zárványok
a felület általános értékelése bármelyik anyagfajta esetében

19 Folyadékbehatolásos vizsgálat (PT)
Fizikai elv: Kapillaritás (penetrálószer alacsony felületi feszültsége) Háttér kontraszt (előhívószer) Alkalmazása: Nem mágnesezhető anyagok (ausztenites korrózióálló acélok, nem-vas fémek) esetében kizárólagosan

20 PT folyamata

21 PT eszközök

22 Mágnesezhető poros vizsgálat (MT)
Fizikai elv: A felületi vagy felület közeli folytonossági hiányok okozta szórt mágneses fluxus láthatóvá tétele Alkalmazása: Mágnesezhető anyagok (ferrit-perlites acélok)

23 Mágnesezés módjai

24 Mágnesező készülékek

25 MT anyagok Mágnesezhető porok Szuszpenzió folyadék Megvilágítás Száraz
Nedvesített (szuszpenzió) Szuszpenzió folyadék Víz Petróleum Megvilágítás Látható fény Ultraibolya fény

26 Fluoreszkáló mágnesezhető por

27 Örvényáramos vizsgálat (ET)
Fizikai elv: az anyag inhomogenitása (kémiai összetétel, vastagság,…), repedések, üregek, zárványok előidézte elektromos vezetőképesség és/vagy mágneses permeabilitás változás tekercs örvényáramok mágneses tere tekercs mágneses tere örvényáramok vezető anyag

28 ET alkalmazás Hőcserélő csövek gőzfejlesztő kondenzátor … Tőcsavarok
Menetes fészkek Turbina lapátok Egyéb felületek (pl. reaktortartály plattírozás)

29 ET tekercsek (szondák)

30 ET tekercsek (szondák)

31 Radiográfiai vizsgálat (RT)
Fizikai elv: Röntgen és γ-sugárzás intenzitás változása folytonossági hiányok következtében Források: röntgen berendezés γ-sugárzó izotóp (Co 60, Ir 192, CS 137,…) gyorsítók reaktor (neutronforrás) Sugár- forrás hiány Film feketedés függ: a filmet érő sugárzás intenzitásától film (felülnézet)

32 RT eszközök

33 RT alkalmazás Hegesztési varratok (gyártóműi vizsgálatok) Zárványok
Kötéshibák Porozitás DE: repedések kimutatása csak korlátozottan lehetséges!

34 Ultrahangos vizsgálat (UT)
Fizikai elv: Akusztikus impedancia megváltozása a repedések, kötéshibák, zárványok és egyéb inhomogenitások képezte határfelületeken Akusztikus impedancia: Z = ρ · v ahol ρ = sűrűség, v = hangsebesség

35 UT fizika (1)

36 UT fizika (2)

37 UT készülékek hordozható készülék vizsgálófej

38 UT alkalmazás Időszakos ellenőrzés alapvető vizsgálata
Hiány detektálása és méretének meghatározása Falvastagság mérés Ideális eljárás repedések kimutatására (üzemi igénybevétel hatására repedések keletkeznek)

39 Akusztikus emissziós vizsgálat (AT)
Fizikai elv: Energia kibocsátás rugalmas hullámok formájában az anyag meghatározott pontjaiból Szerkezet globális vizsgálata Akusztikus emisszió forrásai: Diszlokáció mozgások Repedés keletkezés és terjedés Fázisátalakulás, ikresedés Képlékeny deformáció

40 AT érzékelők elhelyezése

41 Tömörségvizsgálat (LT)
Fizikai elv: Több, különböző elv használatos, pl.: hangkibocsátás nyomáskülönbség (vákuumos, túlnyomásos) folyadékáthatolás gázmolekula érzékelés nyomásesés

42 Eljárás kiválasztása

43 Rmv gépesítése Atomerőműi környezet (radioaktív sugárzás)
Objektivitás (emberi tényező szerepének csökkentése) Reprodukálhatóság Vizsgálati idő

44 Reaktortartály UT

45 Gőzfejlesztő hőátadó cső ET (1)

46 Gőzfejlesztő hőátadó cső ET (2)

47 Gőzfejlesztő hőátadó cső ET (3)

48 Gőzfejlesztő primer kollektor UT

49 Csővezeték UT