ICS 27.120 CCS F 60 中华人民共和国国家标准 GB/T41822—2022 核聚变堆高温承压部件的热氮检漏方法 Hot helium leak test methods for high temperature pressure-bearing components in nuclearfusionreactors 2023-05-01实施 2022-10-12发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41822—2022 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 3 术语和定义 符号 4 5 一般要求 6 热检漏测试设备 7 真空热氨检漏测试流程 8 检测报告 GB/T41822—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件由全国核能标准化技术委员会（SAC/TC58）提出并归口。 本文件起草单位：核工业西南物理研究院、成都国光电气股份有限公司、核工业标准化研究所。 本文件主要起草人：谌继明、冷桢、王平怀、周毅、沈丽如、金凡亚、王混、李泞、李昱、潘建均、 于浩洋。 GB/T41822—2022 核聚变堆高温承压部件的热氮检漏方法 1范围 本文件描述了核聚变堆高温承压部件在处于高温、内部承受高压氨气压强下的氮氨检漏试验方法 本文件适用于核聚变堆高温承压部件、聚变堆真空室内部件、真空密封结构件和其他运行在高温环 境下部件的密封性试验，以及其他领域高温或高温承压部件的密封性检测 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件 GB/T150.4一2011压力容器第4部分：制造、检验和验收 GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T12604.7—2021无损检测术语泄漏检测 NB/T47013.8—2012 承压设备无损检测第8部分：泄漏检测 3 术语和定义 GB/T12604.7一2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 本底漏率backgroundleakagerate 由于残留的示踪气体或其他物质而引起探测器响应的稳定或波动的检漏仪输出信号 3.2 本底噪声backgroundnoise 本底漏率稳定后，5min内本底漏率振幅的最大变化值。 注：不计及偶尔出现的大脉冲值。 3.3 热氨检漏 hotheliumleak test 在被测部件处于高温（大于80℃）下进行的氨检漏测试。 注：测试温度根据被测部件的实际运行条件或用户要求确定。 4符号 下列符号适用于本文件。 C：氨气纯度，%。 D：系统误差，%。 In：本底噪声，Pa·m/s。 1 GB/T41822—2022 Mi：打开连接到试验设施真空室的标准漏孔后，氮质谱检漏仪的稳定读数，Pa·m/s。 M?：打开标准漏孔前，氮质谱检漏仪的稳定读数（或系统本底漏率），Pa·m/s。 M3：关闭连接至试验设施真空室的标准漏孔后，向被测部件充人氮气时，氮质谱检漏仪的稳定读 数,Pa·m"/s。 M：关闭标准漏孔后，质谱检漏仪的稳定读数（或系统本底漏率），Pa·m/s。 P。：被测部件运行工况时的最高压力，MPa。 Ptest：氨氮检漏测试时氮气的实际压力，MPa。 Q：被测部件的实际漏率，Pa·m/s。 Q。：标准漏孔标称漏率值或名义漏率值，由校验机构经检定后给出，Pa·m/s Q。：标准漏孔经使用温度和年限修正后的漏率，Pa·m/s。 Q.：系统最小可检测漏率，Pa·m"/s。 T：测试时的环境温度，℃。 T。：标准漏孔标定时对应的温度，℃。 Ttet：热氨检漏时的测试温度，℃。 α：温度系数，℃-1，由校验机构经检定后给出 5一般要求 5.1 检测人员 热氮检漏的操作人员及审核人员应符合GB/T9445或同等标准的要求。 5.2准备阶段 5.2.2水压试验后，应对部件进行彻底排水、清洁和干燥处理。 5.2.3应通过NB/T47013.8一2012中附录F的技术，使用氨罩法对被测部件进行初步氮罩检漏测试， 被测部件的真空密封性应满足要求 5.2.4对于氨罩检漏测试，氮罩内的氨浓度应至少为50%。 5.3热氨检漏测试 5.3.1在热氨检漏测试之前，部件应在真空加热装置中进行200℃～250℃烘烤除气处理，应在压强不 大于1×10-3Pa的真空中进行烘烤。根据被测部件的材质和尺寸应保温8h～24h，且应控制升温和 降温速率，以免造成较高的热应力损坏部件。具体升温和降温速率需要根据被测部件的使用条件和用 户其他要求来决定 5.3.2聚变堆承压部件的热氨检漏测试包括重复的常温氮检漏测试和热氨检漏测试，开始并结束于常 温氮检漏，其示意图如图1所示。整个测试过程都应按照GB/T40335一2021中的B组技术进行。被 测部件应放置在真空室中，在用氨气充入被测部件内部腔体之前，应将部件内部回路抽至低于100Pa 的压力。对于热氨检漏测试，充人被测部件中的氨气浓度不低于99%。 非单一材料时，应进行至少两次从冷态到热态的循环热检漏测试。每个测试温度下应至少进行两次 度，减小部件运行中的潜在泄漏风险 5.3.4承压部件测试压力应尽可能接近部件的工作压力，压力方向应与部件运行工况下的实际压力方 2 GB/T 41822—2022 向保持一致。压力循环期间的增压和减压要求应符合GB/T150.4一2011的第11章。 5.3.5在进行氮检漏测试期间，当开启氮质谱检漏仪进行测量时，应保证所有泄漏的氮气全部通过氮 质谱检漏仪进行检测；不允许使用氢质谱检漏仪的电子修正（即对质谱检漏仪进行复位归零设置），以 保障足够高的测试准确度。 5.3.6当系统检测灵敏度（在每次检测中，未对被测部件施加示踪气体前，根据标准漏孔标定结果计算 得到的氮检漏系统的最小可检测漏率）因部件放气而不能满足要求时，应检查系统并采取措施，直到本 底漏率降低到可接受水平。 温度 @ 压力 Pies RI I'ra 时间 标引序号说明： P test 氨检漏测试时氢气的实际压力； T rest 热氨检漏时的测试温度； RT 室温； 初始常温氨检漏： 热氨检漏； ? 最终常温氨检漏（低于80℃即视同常温）。 图1热氮检漏测试示意图 6热氨检漏测试设备 6.1热氮检漏测试系统 热氢检漏系统至少包括真空室、被测部件、加热/冷却单元、温度控制和测量单元、标准漏孔、气体加 压单元、真空抽气单元和氮质谱检漏仪，如图2所示。 3 GB/T41822—2022 RI 热电偶 A 被测部件 V7 ETT VP V8 V2 V3 LD V1 标引序号说明： EH 电加热装置： FP 前级泵； G1,G2,G3 真空规； He 氢气瓶或气源； LD 氮质谱检漏仪； MP 主抽泵； RL 标准漏孔； SV 一安全阀； V1~V8 一阀门； VP 一真空泵。 图2热氨检漏系统示意图 6.2真空室 被测部件放置在真空室内，其内部通道连接至抽真空和氮气源系统。应使用真空规（G2）测量和监 测真空室中的压力，另一个真空规（G3）用于测量试验部件中的压力。 6.3真空抽气单元 应采用无油系统，由主抽泵（MP）、前级泵（FP）、真空计和阀门组成，该抽气单元应使真空室内的压 力在高温（不高于300℃）时能有效地抽真空至1×10-3Pa。 6.4加热/冷却单元 6.4.1被测部件可通过真空室内的内部加热、电加热器或者循环高温情性气体流经部件内部冷却通道 进行加热。 6.4.2被测部件应放置在真空室的加热有效区内。在加热和冷却阶段，应控制加热或冷却速率，以防 4 GB/T41822-—2022 止部件因不可接受的热应力而损坏。真空室内的电加热器宜采用金属铠装式加热器或其他隔离保护措 施的电热元件。 6.5标准漏孔 标准漏孔应连接到真空室壁上，并远离抽气口，以便准确检查整个系统的灵敏度。标准漏孔的标称 值与被测部件规定的最大允许泄漏率值在同一数量级水平。 6.6氢质谱检漏仪 氢质谱检漏仪的灵敏度应能检测出比被测部件要求的最大允许漏率低一个数量级的泄漏，应选择 满足真空室高真空泵对检漏压强下前级抽速的要求。 6.7其他选配设备 6.7.1氨气浓度检测器：监测环境中的“空气中氨浓度”。 6.7.2氨喷枪：用于定位系统或被测部件的泄漏位置。 6.8设备的标定和检定 所有设备应在周期检定有效期内。 7真空热氨检漏测试流程 7.1部件安装及抽真空 被测部件应置于真空室内，部件内腔或冷却通道通过管道穿过真空室器壁与氨气源相连。管道连 接可采用焊接或可拆卸密封。 在关闭真空室之前，应通过GB/T40335一2021中A组技术检查接头的真空密封性，泄漏率应低 于部件的最大允许漏率 部件安装完成后·应将真空室抽真空至低于1×10-*Pa 7.2 2检漏系统校准 开启标准漏孔，检查检漏仪读数直至稳定。其中Q。经温度修订后的值为Q。，其值通过公式（1）进 行计算，当本底漏率发生变化时，应重复校准。 Q=Q×[1+(T-T)×α] ..(1) D根据公式（2)计算，其值应在士20%以内。 (M-M2-Q) D= X100% ...(2) Q. 7.3 3系统灵敏度及相关物理量测定 测量步骤如下： 测量并记录Mz和I，； a b) 打开连接到检测装置真空室的标准漏孔，待检漏仪读数稳定后，测量并记录M： c） 关闭标准漏孔后，测量并记录M； (P 向被测部件充人氨气至Pe并保压后，测量并记录M； Q，根据公式（3）计算，其值应小于部件的最大允许漏率；