Обеспечение радиационной и технологической безопасности на объектах атомной энергетики требует прецизионного контроля надежности каждого конструкционного узла. Одними из наиболее критических элементов систем локализации аварий являются кабельные гермопроходки, проходящие сквозь защитную оболочку реакторного отделения.
В рамках долгосрочной программы верификации конструкционных материалов специалисты Лаборатории судебной экспертизы ФОРЕНС под руководством материаловеда Шедогубовой Арины Алексеевны провели комплексное исследование полимерных и волокнистых компонентов гермопроходок трубопровода первого контура на устойчивость к агрессивному воздействию высокотемпературного расплава натрия. Экспериментальные работы выполнялись на базе специализированного научно-технологического комплекса с целью подтверждения барьерной целостности и стабильности технических решений при экстремальных термохимических нагрузках.
В качестве основных объектов испытаний выступали элементы полимерных узлов, а также перспективные высокопрочные волокнистые материалы, применяемые для защиты инженерных коммуникаций, включая арамидную ткань марки КВ220П и углеродную ткань серии УРАЛ Т-22 ЭХО-А. Моделирование условий тяжелой аварии, связанных с разгерметизацией оборудования первого контура и утечкой жидкометаллического теплоносителя, требовало точного соблюдения регламентированных процедур безопасности и микроклиматических параметров. Все манипуляции проводились в герметичном стальном коробе, размещенном внутри вытяжного шкафа, при относительной влажности окружающего воздуха не более сорока процентов. Жесткий контроль влажности является ключевым фактором материаловедческого анализа в данной среде, поскольку металлический натрий мгновенно вступает в бурную экзотермическую реакцию с водяными парами с выделением водорода и образованием едкой щелочи.
Методика испытаний предусматривала контролируемый тепловой удар расплавленным щелочным металлом непосредственно на лицевую поверхность закрепленных под углом опытных образцов . Навески технического металлического натрия массой десять граммов помещались в специализированный керамический тигель и нагревались в лабораторной электропечи ЭП-20 до температуры полного плавления, составляющей двести пятьдесят градусов Цельсия. Расплавленный высокотемпературный металл поочередно выливался на образцы с фиксированной высоты сто пятьдесят миллиметров. В ходе контакта фиксировались особенности динамического взаимодействия сред: жидкий натрий беспрепятственно скатывался по защитной поверхности полимеров и волокон, застывая в виде обособленных капель, которые после охлаждения легко удалялись механическим путем с помощью пинцета без видимого повреждения подложки.
После завершения реакционного термохимического контакта все исследуемые образцы подверглись многоступенчатой процедуре химической деконтаминации для полной очистки от остаточных продуктов окисления натрия . Оценка состояния материалов на макроструктурном уровне показала абсолютное сохранение геометрической формы, отсутствие сквозных прогаров, оплавлений, обугливания или признаков нарушения сплошности защитного слоя. Для выявления скрытых микроскопических деформаций, растрескивания и локальных очагов деградации волокон эксперты применили цифровую оптическую микроскопию высокого разрешения. Микроструктурный анализ подтвердил химическую и термическую инертность арамидных и углеродных нитей к жидкому натрию, отсутствие питтинговой или межкристаллитной коррозии на границах раздела фаз, а также стабильность барьерных характеристик полимерных соединений.
Официальное экспертное заключение, составленное по результатам прецизионных испытаний, полностью подтвердило долгосрочную эксплуатационную надежность исследуемых технических решений. Полученные научно-технические данные позволяют крупным застройщикам, генеральным подрядчикам и корпоративным заказчикам в сфере промышленного проектирования обоснованно согласовывать применение данных материалов в составе гермопроходок. Наличие независимого протокола испытаний, оформленного в соответствии с требованиями Федерального закона № 73-ФЗ, выступает непреодолимым правовым щитом при прохождении ведомственных проверок, сдаче объектов государственной надзорной комиссии и защищает интересы предприятия в случае возникновения арбитражных претензий к качеству и безопасности инженерных систем.
Литература
* Федеральный закон № 73-ФЗ «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации».
* ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий».
* ГОСТ 28005-88 «Ткани углеродные технические. Технические условия».
* ТУ 8378-022-18059169-2008 «Ткани защитные арамидные».
* ГОСТ 3273-75 «Натрий металлический технический. Технические условия».
