书 书 书犐犆犛 ２７ ． １２０ 犉 ４８ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 １１８１３ — ２００８ 代替 ＧＢ ／ Ｔ１１８１３ — １９９６ 压水堆燃料棒氦质谱检漏 犎犲犾犻狌犿犾犲犪犽狋犲狊狋犻狀犵狅犳狀狌犮犾犲犪狉犳狌犲犾狉狅犱犳狅狉犘犠犚 ２００８  ０７  ０２ 发布 ２００９  ０４  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准代替 ＧＢ ／ Ｔ１１８１３ — １９９６ 《 压水堆燃料棒氦质谱检漏 》。 本标准与 ＧＢ ／ Ｔ１１８１３ — １９９６ 相比 ， 主要变化如下 ： ａ ） 　 增加规范性引用文件一章 ； ｂ ） 　 增加人员和计量要求一章 ； ｃ ） 　 修改检漏测量时间要求 ； ｄ ） 　 修改系统本底值的判定标准 ； ｅ ） 　 增加标准漏孔校准控制范围及检漏系统本底要求 ； ｆ ） 　 增加测量时间的确定方法 。 本标准的附录 Ａ 、 附录 Ｂ 、 附录 Ｃ 是规范性附录 。 本标准由中国核工业集团公司提出 。 本标准由全国核能标准化技术委员会归口 。 本标准起草单位 ： 中核建中核燃料元件有限公司 。 本标准主要起草人 ： 杨通高 、 郭旭林 、 曹晖 、 郭春海 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 ： ——— ＧＢ１１８１３ — １９８９ 、 ＧＢ ／ Ｔ１１８１３ — １９９６ 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 １１８１３ — ２００８ 压水堆燃料棒氦质谱检漏 １ 　 范围 本标准规定了压水堆燃料棒 （ 以下简称 “ 燃料棒 ”） 密封性能氦质谱检漏的方法以及检测结果的计算 和判定 。 本标准适用于燃料棒的密封性能检测 ， 检测泄漏率的范围为 １×１０ －１１ Ｐａ · ｍ ３ ／ ｓ ～ １×１０ －７ Ｐａ · ｍ ３ ／ ｓ 。 压水堆控制棒 、 可燃毒物棒 、 中子源棒等的氦质谱检漏也可参照本标准执行 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有 的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ ／ Ｔ４８４４．２ 　 纯氦 ＧＢ ／ Ｔ８９７９ 　 纯氮 、 高纯氮和超纯氮 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 。 ３ ． １ 直接检漏法 　 犱犻狉犲犮狋犺犲犾犻狌犿犾犲犪犽狋犲狊狋犻狀犵 利用燃料棒制造时所充氦气作为示漏气体进行密封性能检测的方法 。 ３ ． ２ 背压检漏法 　 犻犿犿犲狉狊犲犱犺犲犾犻狌犿犾犲犪犽狋犲狊狋犻狀犵 燃料棒置于真空容器内 ， 充入一定压力的氦气 ， 使氦气从燃料棒漏孔或缝隙处进入内部后 ， 再进行 氦质谱检漏的方法 。 ３ ． ３ 最长泄漏时间 　 狋犺犲犿犪狓犻犿狌犿狋犻犿犲狅犳犾犲犪犽犻狀犵 当燃料棒漏焊或包壳管和端塞存在穿透性缺陷时 ， 自充氦密封焊接起到氦质谱检漏仪能探测到的 泄漏率判废值止所经历的时间 。 最长泄漏时间按附录 Ａ 确定 。 ４ 　 方法提要 本标准依据质谱分析技术原理 ， 采用氦质谱检漏仪 、 检测装置及真空系统 、 标准漏孔等 ， 对燃料棒的 密封性能进行检漏 。 根据燃料棒设计技术条件对密封性能规定的允许漏率和检漏系统的测量偏差 ， 按 附录 Ｂ 来确定燃料棒泄漏率判废值 。 当泄漏率小于判废值时燃料棒密封性能为合格 ； 否则为不合格 。 ５ 　 材料与设备 ５ ． １ 　 氦气 ， ＧＢ ／ Ｔ４８４４．２ ， 合格品 。 ５ ． ２ 　 工业液氮 。 ５ ． ３ 　 工业氮气 ， ＧＢ ／ Ｔ８９７９ 。 ５ ． ４ 　 氦质谱检漏仪 ， 灵敏度优于 １×１０ －１１ Ｐａ · ｍ ３ ／ ｓ 。 ５ ． ５ 　 标准漏孔 ， 采用带氦室的石英薄膜渗氮型系列标准漏孔 ， 漏率范围在燃料棒技术条件允许的漏率 １ 犌犅 ／ 犜 １１８１３ — ２００８ 数量级范围内 。 ５ ． ６ 　 检漏系统 ， 如图 １ 所示 ， 检漏容器的极限真空度应达到 １×１０ －３ Ｐａ 。 ５ ． ７ 　 充氦密封容器 ， 装有低真空泵 、 压力计和氦气源 。 ５ ． ８ 　 计时器 ， 分度值为 １ｓ 。 Ｖ １ ～ Ｖ ９ ——— 真空管道阀 ； ＭＳＰ ——— 氦质谱检漏仪 ； ＤＰ １ 、 ＤＰ ２ ——— 高真空泵 ； ＭＰ １ 、 ＭＰ ２ ——— 前级真空泵 ； Ｆ １ 、 Ｆ ２ 、 Ｆ ３ ——— 标准漏孔 ； Ｄ １ ——— 热偶真空规 ； Ｄ ２ ——— 电离规 ； ＶＭ ——— 复合真空计 ； Ｎ ２ ——— 氮气瓶 ； ＣＨ ——— 检漏容器 ； ＰＭ ——— 压力计 。 图 １ 　 燃料棒氦质谱检漏系统示意图 ６ 　 人员和计量要求 ６ ． １ 　 泄漏检测人员应具备相应技术资格 。 ６ ． ２ 　 真空计 、 压力计及标准漏孔应检定合格并在有效期内 。 ７ 　 检测步骤 ７ ． １ 　 准备工作 ７ ． １ ． １ 　 按氦质谱检漏仪操作说明书的步骤启动检漏仪 。 ７ ． １ ． ２ 　 关好检漏容器密封端盖 ， 启动真空系统对容器抽真空 。 ７ ． １ ． ３ 　 给仪器冷阱注入液氮 ， 继续对检漏仪质谱室抽真空 。 ７ ． １ ． ４ 　 调节质谱室发射电流 。 ２ 犌犅 ／ 犜 １１８１３ — ２００８ ７ ． １ ． ５ 　 当漏率输出表指在 １×１０ －１１ Ｐａ · ｍ ３ ／ ｓ 量程时 ， 调整输出零点 。 ７ ． １ ． ６ 　 按质谱仪操作说明书用标准漏孔调节氦峰 。 ７ ． ２ 　 系统的标定 ７ ． ２ ． １ 　 当检漏容器真空度达到 ９×１０ －３ Ｐａ 时 ， 打开检漏仪 、 标准漏孔 Ｆ １ 与容器的连接阀门 ， 关闭容器 与真空系统的连接阀门 ， 同时开始计时 ， 在达到规定测量时间后 ， 调节校准旋钮 ， 使漏率指示值达到按附 录 Ｂ 确定的该标准漏孔输出值校准控制范围内 。 规定的测量时间按附录 Ｃ 确定 。 ７ ． ２ ． ２ 　 按 ７．２．１ 用标准漏孔 Ｆ ２ 对系统进行验证 ， 但不允许调节校准旋钮 ， 确认输出值是否在按附录 Ｂ 确定的该标准漏孔输出值校准控制范围内 。 ７ ． ２ ． ３ 　 测量检漏系统的本底输出值 ， 不得超过按附录 Ｂ 确定的检漏系统本底最大值 ， 否则应对检漏容 器或质谱室进行清洗 。 ７ ． ３ 　 燃料棒检漏 ７ ． ３ ． １ 　 直接检漏法 ７ ． ３ ． １ ． １ 　 对放置时间不超过最长泄漏时间的燃料棒采用直接检漏法进行检漏 。 ７ ． ３ ． １ ． ２ 　 系统标定后 ， 切断复合真空计的电源 ， 向检漏容器内注入氮气 ， 直至容器内外压力达到平衡 。 打开检漏容器的密封端盖 ， 将一定数量的燃料棒或整组燃料组件装入检漏容器 ， 关闭密封端盖 。 ７ ． ３ ． １ ． ３ 　 对检漏容器抽真空 。 当容器真空度达到 ９×１０ －３ Ｐａ 时 ， 打开检漏仪与容器的连接阀门 ， 关闭 容器与真空系统的连接阀门 ， 开始计时 ， 在达到规定测量时间后 ， 读取输出指示值并作好记录 。 如果输 出指示值小于判废值时 ， 该批燃料棒密封性能为合格 ， 否则应采用对半平分法 ， 再次按 ７．３．１．２ ～ ７．３．１．３ 检验 ， 直至找出有泄漏的燃料棒 。 ７ ． ３ ． ２ 　 背压检漏法 ７ ． ３ ． ２ ． １ 　 对超过最长泄漏时间的燃料棒使用背压检漏法 。 ７ ． ３ ． ２ ． ２ 　 将燃料棒放入充氦密封容器内 ， 抽真空至 ０．０１ＭＰａ 后 ， 向容器内充入不低于 ０．２ＭＰａ 氦气 ， 保持时间不少于 ３０ｍｉｎ 。 ７ ． ３ ． ２ ． ３ 　 从容器中取出燃料棒进行表面除氦处理 ， 可用清洁的压缩空气或氮气吹拂燃料棒表面约 １０ｍｉｎ 。 ７ ． ３ ． ２ ． ４ 　 按 ７．３．１．２ ～ ７．３．１．３ 对燃料棒进行检漏 。 ８ 　 检测报告 检测报告应包括但不限于如下内容 ： ａ ） 　 标准漏孔编号和漏率 ； ｂ ） 　 燃料棒棒号和数量 ； ｃ ） 　 燃料棒泄漏输出信号判废值 ； ｄ ） 　 标准漏孔的输出信号值 ； ｅ ） 　 检漏系统的本底信号输出值 ； ｆ ） 　 燃料棒检漏输出值 ； ｇ ） 　 检漏仪校验输出值 ； ｈ ） 　 检测人员签名 、 检测日期 。 ３ 犌犅 ／ 犜 １１８１３ — ２００８ 附 　 录 　 犃 （ 规范性附录 ） 燃料棒最长泄漏时间的确定 犃 ． １ 　 试样制备 取正常工艺生产的燃料棒若干 （ 建议 ３ 根 ～ ４ 根 ）， 在同一时间内切除端部的密封焊点 ， 使棒内氦气 自然释放 ， 或者对燃料棒不作堵孔焊接 ， 直接进行充氦 。 犃 ． ２ 　 试样测定 犃 ． ２ ． １ 　 材料与设备符合 ５．１ ～ ５．８ 要求 。 犃 ． ２ ． ２ 　 按 ７．１ ～ ７．３．１ 步骤对其中一根试样测定 ， 如输出值大于 Ｂ．４ 规定的判废值 犚犔 值的 １．２ 倍 ， 隔 一段时间后再按上述步骤复测 。 如果已达到 犚犔 值的 １．２ 倍 ， 应更换另一根试样测试 ， 直至其中一根试 样初次测试结果接近判废值 犚犔 值为止 ， 由试样制备到此时所经历的时间 ， 为燃料棒最长泄漏时间 。 放 置时间小于最长泄漏时间的待检燃料棒均可按直接检漏