The invention is a comprehensive method for quantitatively evaluating the aging degree of nuclear grade cable. The invention establishes quantitative relationship among macro performance, micro characteristics and aging time by comprehensive analysis of the properties of polymer materials of nuclear grade cable before and after aging, including targeted macro mechanical and physical and chemical performance test, and the determination of aging mechanism and micro characteristics by micro infrared analysis technology and micro Raman analysis technology. The invention can be used for quantitative analysis of the aging degree of nuclear grade cable under service and test conditions, thereby providing support for service life prediction.
【技术实现步骤摘要】
一种定量评价核级电缆老化程度的综合方法
本专利技术属于核电设备材料检测
,具体涉及一种定量评价核级电缆老化程度的综合方法,尤其是涉及一种针对核级电缆绝缘和护套用聚合物材料在服役及试验工况下老化程度的定量评价方法。
技术介绍
核电厂中需用到大量核级电缆,初步估算一台百万千瓦核电机组的电缆长度超过1000千米,合同额至少达10亿元人民币。典型的核级电缆结构一般由芯部导体、绝缘层、无机填料和护套层等组成。其中,绝缘层和护套层由聚合物材料制成,与金属材料和无机非金属材料相比,它们耐热、氧、辐照、机械载荷和化学介质等的能力较弱。因此,核级电缆的老化主要指的就是电缆上聚合物材料的老化,故对其开展实际服役工况下和加速老化试验中的老化规律、失效行为和寿命预测等研究,历来是业界关注的重点。现有的核级电缆老化程度的评定方法,多为半定量的或孤立性的。如热老化,通常将材料制成标准哑铃条,在不同老化温度下每隔一段时间取样测定断裂伸长率,将达到失效判据(如降为初始值的50%)时的时间视为该温度下的使用寿命,再通过阿伦尼乌斯公式求得材料的热老化表观活化能;如辐照老化,通常也将材料制成标准哑铃条,经受不同累积剂量后测定断裂伸长率,直至达到目标累积剂量(如核电厂堆芯局部区域设计寿期内的累积剂量)后判定断裂伸长率是否仍满足失效判据,以此评估电缆性能是否合格。可见,一方面这些试验结果大多是基于经验的、半定量的,如失效判据的制定、辐照累积剂量的设定等;另一方面,这些试验结果彼此间大多是单一的、孤立的,如断裂伸长率、体积电阻率、氧化诱导时间等随 ...
【技术保护点】
1.一种定量评价核级电缆老化程度的综合方法,其特征在于具体步骤如下:/n(1)对不同老化时间后的核级电缆聚合物材料试样,根据其功能进行针对性的宏观性能测试,以此作为综合评定的基础;/n(2)垂直于核级电缆聚合物材料试样表面,即沿核级电缆聚合物材料试样厚度方向切取片状样品,越薄越好,且尽可能厚度均匀、平整无卷曲;/n(3)采用显微红外分析技术和显微拉曼分析技术的微区面扫描功能对步骤(2)所得样品表面进行全扫描,所需设置的扫描精度(即探测点的面积)、分辨率(即探测点间的距离)和扫描时间等,建议根据检测设备能力和实验周期将扫描精度、分辨率和扫描时间调至最优;/n(4)根据老化机理不同,选择针对性的微观特征表现形式及其在整个核级电缆聚合物材料剖面沿厚度与宽度的分布规律,对于交联机理,采用显微拉曼分析技术测得的主链特征峰等;对于氧化机理,采用显微红外分析技术测得的羰基特征峰等;/n(5)由此建立步骤(1)得到的宏观性能、步骤(3)得到的微观特征和步骤(4)得到的老化时间三者间的定量关系,进而为寿命预测提供支撑。/n
【技术特征摘要】
1.一种定量评价核级电缆老化程度的综合方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)对不同老化时间后的核级电缆聚合物材料试样,根据其功能进行针对性的宏观性能测试,以此作为综合评定的基础;
(2)垂直于核级电缆聚合物材料试样表面,即沿核级电缆聚合物材料试样厚度方向切取片状样品,越薄越好,且尽可能厚度均匀、平整无卷曲;
(3)采用显微红外分析技术和显微拉曼分析技术的微区面扫描功能对步骤(2)所得样品表面进行全扫描,所需设置的扫描精度(即探测点的面积)、分辨率(即探测点间的距离)和扫描时间等,建议根据检测设备能力和实验周期将扫描精度、分辨率和扫描时间调至最优;
(4)根据老化机理不同,选择针对性的微观特征表现形式及其在整个核级电缆聚合物材料剖面沿厚度与宽度的分布规律,对于交联机理,采用显微拉曼分析技术测得的主链特征峰等;对于氧化机理,采用显微红外分析技术测得的羰基特征峰等;
(5)由此建立步骤(1)得到的宏观性能、步骤(3)得到的微观特征和步骤(4)得到的老化时间三者间的定量关系,进而为寿命预测提供支撑。
2.根据权利要求1所述的定量评价核级电缆老化程度的综合方法,其特征在于步骤(1)中:
根据核级电缆聚合物材料的不同功能开展针对性的宏观性能测试,所述宏观性能测试包括绝缘层和护套层的宏观性能测试,对于绝缘层,主要测定其体积电阻率和断裂伸长率;对...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。