Dr. Trampus Péter egyetemi tanár 06 20 9855970 trampus@mk.unideb.hu

1. ATOMREAKTOROK ANYAGAI9. előadás • Dr. Trampus Péter • egyetemi tanár • 06 20 9855970 • trampus@mk.unideb.hu

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

6. 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 • Funkcióképesség elvesztése 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 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 10-1m 10-2m 10-3m 10-4m 10-5m 10-6m 10-7m 10-8m 10-9m 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 • 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