Установка для измерения остаточной толщины чехловых труб кассет К-17у БВ 1,2 Белоярской АЭС

1. Установка для измерения остаточной толщины чехловых труб кассет К-17у БВ 1,2 Белоярской АЭС Докладчик: Ведущий инженер ОКБ АСК Рогаткин В.А.

2. Назначение установки Установка предназначена для проведения телевизионного осмотра, измерения толщины стенок чехловых труб кассет К-17у, формирования массива данных замеров, их обработки и документирования. Кассеты находятся на «мокром» хранении в бассейнах выдержки блоков №1 и №2 Белоярской АЭС более 40 лет. В связи с этим на поверхности чехловых труб и дистанционирующих решёток образовался значительный слой коррозионных отложений. Достоверные данные об остаточной толщине основного металла чехловых труб на момент начала работы не существовали.

3. Объект измерений Объект осмотра и измерения - чехловые трубы кассет типа К-17у. Кассеты типа К-17у представляют собой металлическую конструкцию состоящую из головной части, основания и 17 чехловых труб, соединённых между собой пятью дистанционирующими решётками. Материал деталей кассет - сталь 3сп ГОСТ 380-88. Чехловые трубы изготовлены по ГОСТ 8432-74 и имеют следующие размеры: наружный диаметр трубы 89 мм, толщина стенки трубы 3 мм. Длина кассеты 14270 мм, наружный диаметр дистанционирующей решетки - 530 мм, толщина дистанционирующей решётки - 10 мм.

4. Установка позволяет проводить визуальную оценку состояния поверхности чехловых труб и оперативно измерять остаточные толщины стенок труб кассет К-17у, загруженных ОЯТ, обеспечивает: дистанционную установку, фиксацию и перемещение по заданной траектории на объекте осмотра TВ камеры, блока ультразвуковых преобразователей, а также функционирование других составных частей установки. Контроль остаточной толщины стенки чехловой трубы проводится ультразвуковым эхо методом измерения толщины. Ввод ультразвуковых импульсов в контролируемый объект и регистрация эхо сигналов осуществляется иммерсионным методом через слой воды, в которой и хранятся кассеты. Система УЗК построена на основе 8-канального дефектоскопа УПНК, ПК с ПО регистрации и обработки результатов контроля с установленной в него платой Advantech PCI-1751 и ультразвуковых иммерсионных преобразователей фирмы Panametrics. Программа регистрации данных УЗ измерений так-же включает в себя модуль управления манипулятором .

6. Установка для измерения толщины стенок чехловых труб кассет К-17у в бассейнах выдержки №1 и №2 Белоярской АЭС АСК 181.00 состоит из: • - средства доставки – манипулятора, предназначенного для доставки телевизионной камеры и датчиков ультразвуковой толщинометрии к месту измерения и осуществления процесса сканирования вдоль образующей чехловой трубы с автоматическим обеспечением постоянного зазора размещения УЗ датчиков и телевизионной камеры относительно образующей трубы. • - системы телевизионного осмотра. В составе системы телевизионного осмотра применяются телекамеры цветного изображения, линии связи, РС для записи данных осмотра на электронный носитель и их последующей обработки и архивирования; • - системы ультразвуковой толщинометрии предназначенной для измерения остаточной толщины стенок чехловых труб с записью данных на электронный носитель для последующей обработки и архивирования; • - системыуправления - включающей подсистему определения координаты места текущего измерения толщины стенки чехловой трубы; • - кабельных линий питания и связи; • - вспомогательных технологических устройств - комплекта ЗИП; • - комплекта тары многоразового использования для транспортирования и хранения установки;

8. Описание узлов • Манипулятор предназначен для доставки УЗ измерительных средств и телевизионных камер к месту осмотра поверхности чехловой трубы и проведения измерения толщины её стенки. В его состав входят: узел наклона, штанга, состоящая из семи секций, рабочая головка и каретка с пневматическим схватом. • Перемещение штанги относительно измеряемого участка чехловой трубы осуществляется механизмом вертикального перемещения, расположенном на узле наклона. • Штанга располагается внутри узла наклона, установливаемого на фланце кассеты и соединяется с механизмом вертикального перемещения. • Узел наклона предназначен также для поворота штанги при осмотре и измерении смежной чехловой трубы. • Оптимальный зазор между УЗ преобразователями, телекамерой и чехловой трубой обеспечивается рычажным механизмом в автоматическом режиме. • Узел наклона предназначен для центрирования, фиксации, поворота штанги и представляет собой сварную конструкцию, внутри которой перемещается штанга с установленной на ней рабочей головкой и кареткой схвата. На узле наклона закреплён механизм вертикального перемещения штанги. Механизм состоит из электропривода и шариковинтовой пары, гайка которой крепится к штанге. Нижняя часть узла наклона - сферическая втулка, которая при установке на установочную плиту позволяет вращать и наклонять узел. Штанга, при наращивании секциями, жёстко фиксируется внутри узла наклона зажимом.

9. Штанга представляет собой алюминиевый профиль квадратной формы размером 60х60 мм и состоит из семи секций, каждая длиной не более 2500 мм. Общая длина штанги в сборе составляет 16000 мм Штанга, по мере перемещения вниз, для обследования следующих участков чехловой трубы между дистанционирующими решётками, постепенно наращивается секциями.Крепление секций производится штатными зажимами. • Рабочая головка предназначена для установки на неё двух блоков УЗ преобразователей системы ультразвуковой толщинометрии, телевизионной камеры системы телевизионного осмотра и обеспечения фиксированного расстояния между УЗ преобразователями и чехловой трубой. Рабочая головка состоит из рычажного механизма, мотор-редуктора управления рычажным механизмом, посредством которого осуществляется подвод блоков УЗ преобразователей к чехловой трубе и обеспечение заданного зазора между трубой и УЗ преобразователями в процессе измерения. Рабочая головка оснащена двумя лазерными указателями для точного ориентирования ультразвуковых преобразователей относительно геометрической оси трубы.

10. Блок электро - пневмо распределительный Устройство загрузки (лебедка) Общий вид установки Монитор Манипулятор на имитаторе кассеты К-17

11. Имитатор кассеты К-17 с установленным манипулятором

12. Приемочные испытания (машзал 1-ой очереди Белоярской АЭС)

13. В соответствии с предложениями приемочной комиссии (Акт приемки опытного образца установки от 31.10.07, п.п. 3.2 /4/ ) было проведено испытание установки на «слепое измерение» образца трубы со значительными коррозионными отложениями (вплоть до участков со сквозной коррозией), с последующим распилом образца и проведением прямых измерений толщины трубы вдоль оси измерения («Протокол выполнения плана мероприятий по доработке установки для измерения остаточной толщины чехловых труб кассет типа К-17у АСК 181.00 в соответствии с выводами приемочной комиссии», испытания проводились совместно со специалистами ОТДД БАЭС). В результате проведенных испытаний установка подтвердила возможность достоверного определения толщины образца в 24 точках Проведенные измерения ЧТ кассет К-17у в БВ подтвердили наличие нескольких (двух и более) донных эхосигналов на всем промежутке измерения, т.е. наличие коррозионных, иловых и остатков краски на ЧТ затрудняют прохождение эхосигналов, но эхосигналы существуют и позволяют судить об остаточной толщине ЧТ практически в любой точке доступной для контроля поверхности

14. Основные параметры образца : Диаметр - ~ 87 мм Толщина стенки – до 6 мм (остаточной толщины) Материал трубы – Ст.10 . Длина образца - 440 мм

15. Описание состояния поверхности образца: • Образец трубы подвержен естественной коррозии вплоть до появления сквозных проржавевших участков , слой коррозии имеет рыхлую слоистую структуру толщиной до 3 мм; • Вдоль образующей образца несмываемым маркером проведена линия измерения; • Остаточную толщину металла образца трубы измеряли в автоматическом режиме в емкости с обессоленной водой установкой АСК 181.00. Измерения проводились в соответствии Методикой проведения измерения остаточной толщины стенок чехловых труб части кассет К-17у в бассейнах выдержки № 1 и № 2 Белоярской АЭС АСК 843.00 МИ; • Количество измерений -5. (пять автоматических проходов вдоль образующей трубы без изменения положения образца и рабочей головки с ПЭП); • Зона измерения ограничена установкой рабочей головки на поверхности образца; • Точкой отсчета координаты образца трубы принята точка на линии измерения, расположенная на оси ПЭП первого канала. Конечной точкой измерения становится точка оси ПЭП четвертого канала. Расстояние от начала образца до точки пересечения линии измерения и оси ПЭП первого канала (смещение)- 13 мм, рабочий ход- 290 мм;

16. Смещение ПЭП 22 мм Результаты измерения 169 мм По виду В-скана восьми каналов (Рис 2.) предполагаем сквозную коррозию на двух участках по линии измерения 1-4 каналов. Для выполнения измерения выбираем 3-ий канал, как наиболее информативный.

17. Результаты измерений приведены в виде сводной таблицы 1. • Таблица 1. В приложении № 1-5 даны протоколы проведения измерений:

18. Подготовка и проведение прямых измерений образца трубы. Образец распилен вдоль линии измерения. При проведении механической обработки часть рыхлых продуктов коррозии осыпались, подтвердив предположение о наличии участков со сквозной коррозией. Длина участка трубы между «дырами» составляет 169 мм. ( Участок В-скана измеренной трубы с 75 до 244 мм, те 169 мм ) Распил по линии измерения ПЭП 1-4 каналов Распил по линии измерения ПЭП 5-8 каналов На В-скане вдоль образующей трубы по линии измерения ПЭП каналов 5-8 участков со сквозной коррозией не обнаружено, что подтверждает распил образца.

19. 169 мм Для проведения прямых измерений линии спила из образца выпилен фрагмент (Рис 4 ), который был очищен от коррозии, протравлен и измерен штангенциркулем типа ШЦК-10-150-001 в тех же точках, которые получены в результате измерения установкой АСК 181.00.

21. Сравнительная диаграмма прямых измерений и измерений ультразвуковым методом

22. Установка манипулятора на кассету К-17

23. Проведение измерений в БВ БАЭС

24. Состояние чехловых труб кассет К-17у

25. «Снег» на изображении в районе активной зоны ОТВС

26. Извлечение манипулятора после проведения измерений чехловой трубы

27. Устройство загрузки манипулятора в БВ

28. Рабочее место оператора

29. Рабочая головка манипулятора после проведения испытаний

31. Итогом работы по измерению толщины стенок чехловых труб кассет типа К-17у стал результат замеров порядка четырех десятков чехловых труб с выдачей заключения о состоянии металла. На основании этих данных было принято решение о возможности извлечения кассет из БВ для зачехловки в специальные нержавеющие контейнеры и дальнейшего безопасного хранения.