核电厂核级高密度聚乙烯管道应用技术要求

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.016

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (4): 93-97.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.016

核电厂核级高密度聚乙烯管道应用技术要求

孙海涛¹, 凌礼恭¹, 陈树山², 周美五², 项爱民³, 徐海云³, 王逊¹()

^1.生态环境部核与辐射安全中心，北京 100082
^2.深圳中广核工程设计有限公司，上海 200240
^3.北京工商大学化学与材料工程学院，北京 100048

收稿日期:2020-11-24 出版日期:2021-04-26 发布日期:2021-04-21
基金资助:
国家重点研发计划-在役核电站重要构筑物及设备材料老化退化行为规律与预测模型研究(2019YFB1900900)

Technical Requirements for Application of Nuclear Class Piping Made by PE⁃HD in Nuclear Power Plant

SUN Haitao¹, LING Ligong¹, CHEN Shushan², ZHOU Meiwu², XIANG Aimin³, XU Haiyun³, WANG Xun¹()

^1.Nuclear and Radiation Safety Center，Beijing 100082，China
^2.China Nuclear Power Engineering Company，Shanghai 200240，China
^3.College of Chemistry and Materials Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China

Received:2020-11-24 Online:2021-04-26 Published:2021-04-21
Contact: WANG Xun E-mail:wangxunmep@126.com

摘要/Abstract

摘要：

介绍了国内外核电厂用高密度聚乙烯（PE-HD）管材的标准规范及工程应用情况。虽然PE-HD材料在核3级管道应用的案例较少，但基于PE-HD管材优异的耐腐蚀性能，其应用前景广阔；在核电工程应用中标准规范有着重要作用，美国已建立了ASME规范，法国建立了RCC-M规范，我国目前参考ASME规范开展工作，同时也开始编写相关国家规范；为保证核电厂冷却用水的可靠性和机组的安全稳定运行，在工程应用中，应从设计、制造、熔接、无损检测、在役监督、老化管理等方面进行考虑。

关键词: 核电厂, 高密度聚乙烯, 核3级管道, 熔接, ASME规范

Abstract:

This paper introduces the standard specification and engineering application of high-density polyethylene （PE-HD） tubes for nuclear power plants at home and abroad. Although there are few cases of PE-HD material being used in nuclear grade 3 pipeline， the application prospect of PE-HD material is broad due to its excellent corrosion resistance. Standards and specifications play an important role in the application of nuclear power engineering. The United States has established the ASME code and France has established the RCC-M code. At present， China carries out work with reference to the ASME code and also begins to write relevant national codes.In order to ensure the reliability of cooling water for nuclear power plants and the safe and stable operation of the units， the design， manufacturing， welding， nondestructive testing， in-service supervision， aging management and other aspects should be considered in engineering application

Key words: nuclear power plant, high-density polyethylene, nuclear class 3 piping, fusing, ASME code

中图分类号:

TQ 325.1⁺2

孙海涛, 凌礼恭, 陈树山, 周美五, 项爱民, 徐海云, 王逊. 核电厂核级高密度聚乙烯管道应用技术要求[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 93-97.

SUN Haitao, LING Ligong, CHEN Shushan, ZHOU Meiwu, XIANG Aimin, XU Haiyun, WANG Xun. Technical Requirements for Application of Nuclear Class Piping Made by PE⁃HD in Nuclear Power Plant[J]. China Plastics, 2021, 35(4): 93-97.

图/表 5

参考文献 10

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卷	名称	适用范围	版本	说明
III	NCA、ND、NF	3级管道和支撑的设计、制造等	-	-
	Mandatory Appendix XXVI：Rules for construction of class 3 buried polyethylene pressure piping	核3级埋地管道材料、设计、制造、熔接安装、检验、试验等	2017版	-
	Code Case 886： Use of Polyethylene Pipe for Class 3 above ground polyethylene piping systems	核3级架空管道设计	2019版	-
V	Mandatory Appendix X：Ultrasonic examination of High Density Polyethylene	PE?HD熔缝的超声检测要求	2017版	III附录XXVI的强制性附录II有额外要求
IX	PART QF：Plastic fusing	熔接要求,包括熔接评定、重要变素等	2017版	III附录XXVI有额外要求
XI	Rules for inservice inspection of nuclear power plant components	在役更换、跟踪检查要求	-	-

卷	名称	适用范围	版本	说明
III	NCA、ND、NF	3级管道和支撑的设计、制造等	-	-
	Mandatory Appendix XXVI：Rules for construction of class 3 buried polyethylene pressure piping	核3级埋地管道材料、设计、制造、熔接安装、检验、试验等	2017版	-
	Code Case 886： Use of Polyethylene Pipe for Class 3 above ground polyethylene piping systems	核3级架空管道设计	2019版	-
V	Mandatory Appendix X：Ultrasonic examination of High Density Polyethylene	PE?HD熔缝的超声检测要求	2017版	III附录XXVI的强制性附录II有额外要求
IX	PART QF：Plastic fusing	熔接要求,包括熔接评定、重要变素等	2017版	III附录XXVI有额外要求
XI	Rules for inservice inspection of nuclear power plant components	在役更换、跟踪检查要求	-	-

参数	指标	标准	测试标准
密度/g?cm^-3	0.956~0.968（2 %~3 %炭黑） 0.947~0.955（无炭黑）	ASTM D3350	ASTM D1505、ASTM D792或ASTM D4883
液体静压设计基础(HDB)/MPa	11.03（23 ℃）	ASTM D2837	ASTM D2837
液体静压设计基础(HDB)/MPa	6.9（60 ℃）	ASTM D2837	ASTM D2837
液体静压设计应力(HDS)/MPa	6.9（23 ℃）	ASTM D2837	ASTM D2837
熔体流动速率/g?(10 min)^-1	4~20	?	ASTM D1238
炭黑含量/%	2~3	ASTM D3350	ASTM D4218或ASTM D31603
热稳定性/℃	＞220	ASTM D3350	ASTM D3350
拉伸屈服强度/MPa	≥24.14	ASTM D3350	ASTM D638（IV型，50 mm/min）
断裂伸长率/%	≥400	ASTM D3350	ASTM D638（IV型，50 mm/min）
SCG/h	＞2 000	ASTM D3350	ASTM F1473（2.4 MPa、80 ℃，空气环境）

参数	指标	标准	测试标准
密度/g?cm^-3	0.956~0.968（2 %~3 %炭黑） 0.947~0.955（无炭黑）	ASTM D3350	ASTM D1505、ASTM D792或ASTM D4883
液体静压设计基础(HDB)/MPa	11.03（23 ℃）	ASTM D2837	ASTM D2837
液体静压设计基础(HDB)/MPa	6.9（60 ℃）	ASTM D2837	ASTM D2837
液体静压设计应力(HDS)/MPa	6.9（23 ℃）	ASTM D2837	ASTM D2837
熔体流动速率/g?(10 min)^-1	4~20	?	ASTM D1238
炭黑含量/%	2~3	ASTM D3350	ASTM D4218或ASTM D31603
热稳定性/℃	＞220	ASTM D3350	ASTM D3350
拉伸屈服强度/MPa	≥24.14	ASTM D3350	ASTM D638（IV型，50 mm/min）
断裂伸长率/%	≥400	ASTM D3350	ASTM D638（IV型，50 mm/min）
SCG/h	＞2 000	ASTM D3350	ASTM F1473（2.4 MPa、80 ℃，空气环境）

参数类型	参数细节	重要变素	非重要变素
接头	接头类型	*
接头	管道表面对齐度	*
材料	PE材料牌号W	*
	壁厚	*
	管道截面积		*
熔接位置	熔接位置	*
热条件	加热板表面温度	*
	界面压力	*
	熔缝卷边宽度的减小	*
	加热板移除时间的延长	*
	冷却时间的减小	*
装置	熔接设备制造商		*
工艺	工厂熔接改为现场熔接，或反之		*

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Technical Requirements for Application of Nuclear Class Piping Made by PE⁃HD in Nuclear Power Plant

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缺陷定量方法	*
扫查器和导向装置		*
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