اختيار المواد لاحتواء النفايات المشعة
الأنابيب التي تحمل نفايات مشعة ذات مستويات منخفضة- ومتوسطة- وعالية-يجب أن تظل مانعة للتسرب-طوال عمر التصميم الكامل للمنشأة، والتي تتراوح عادة من 40 إلى 60 عامًا، مع تحمل مجالات الإشعاع والتدوير الحراري وتدفقات العمليات الكيميائية العدوانية. ومن ثم فإن اختيار الدرجة يبدأ من كيمياء النفايات ومعدل الجرعة الإشعاعية وليس من معدل الضغط وحده.
الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ:الأنابيب الملحومة وغير الملحومة ASTM A312 TP304L وTP316L هي خط الأساس لخطوط المعالجة التي تحمل الماء البورات، وملاط الراتنج المستهلك والنفايات السائلة الحمضية. درجات الكربون المنخفضة-تحد من التحسس في المناطق المتضررة من حرارة اللحام-.
الأنابيب الملحومة -الانصهار- الكهربائية:يغطي ASTM A358 Class 1 الأنابيب الأوستنيتي ذات القطر الكبير- للرؤوس والخزانات-خطوط نقل المزرعة التي يفضل فيها تشغيل خطوط مستقيمة طويلة وعدد قليل من الوصلات المحيطية.
درجات امتصاص النيوترون-:يتم تحديد الفولاذ المقاوم للصدأ البورات ASTM A887 حيث يشكل جدار الأنبوب نفسه جزءًا من حاجز التحكم في الأهمية -.
درجات سبائك النيكل-:ASTM B166 وASTM B167 وASTM B444 نيكل-كروم ونيكل-كروم-أنابيب سبائك حديد محجوزة لتيارات الكلوريد العالية-والتيارات ذات درجات الحرارة العالية- حيث تتعرض الفولاذ من سلسلة 300 لخطر التشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد.
يتم تسليم كل حرارة مع شهادة اختبار المواد EN 10204 Type 3.1 وسجلات تعريف المواد الإيجابية وإمكانية التتبع من رقم حرارة المطحنة إلى الخط المثبت.
متطلبات اللحام والتصنيع
يعتبر اللحام هو المتغير المتحكم في تكامل الاحتواء، لأن وجود عيب واحد عبر الجدار- يكفي لتحرير النشاط. ولذلك يتبع التصنيع طريقًا مؤهلًا ومسجلًا:
لحام قوس التنغستن بالغاز مع ممر جذر مطهر وإدخال مستهلك، أو معدن حشو إلى AWS A5.9 ER316L أو ER308L، أو مطابقة ER308L للمعدن الأساسي 304L.
الإجراء وتأهيل اللحام وفقًا لـ ASME BPVC القسم التاسع، بما في ذلك اختبار الانحناء والشد، حيثما هو محدد، اختبار التآكل بين الحبيبات وفقًا لمعيار ASTM A262 Practice E.
يتم الحفاظ على درجة حرارة المعبر أقل من 150 درجة مئوية على الدرجات الأوستنيتي، مع تسجيل مدخلات الحرارة ونقطة ندى غاز التطهير ومحتوى الأكسجين من خلال المرور.
-تنظيف اللحام عن طريق التخليل والتخميل وفقًا لمعياري ASTM A380 وASTM A967، متبوعًا بفحص تلوث الحديد-قبل الاختبار الهيدروستاتيكي.
-الفحص غير المدمر للمعايير النووية
نطاق الفحص يعتمد على تصنيف سلامة الخط، وليس على قطر الأنبوب. اللحامات الاحتواء النموذجية تتلقى:
فحص شعاعي بنسبة 100 بالمائة طبقًا للمادة 2 من ASME BPVC، القسم الخامس، مع مطابقة مؤشرات جودة الصورة لسمك الجدار.
اختبار تلقائي بالموجات فوق الصوتية وفقًا للمادة 4 من القسم الخامس من الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME BPVC) للجدار السميك - واللحامات المغلقة حيث تكون هندسة التصوير الشعاعي غير مناسبة.
فحص اختراق السائل للمادة 6 على جذر وغطاء كل -معدن مختلف أو لحام إصلاح.
اختبار تسرب مطياف كتلة الهيليوم-وفقًا لمعيار ASTM E493، والذي يتم إجراؤه بعد الاختبار الهيدروستاتيكي ويتم تكراره عند التعادل النهائي-في.
تتبع معايير القبول القسم III من ASME BPVC للمكونات النووية المصنفة وأنابيب الطاقة ASME B31.1 لموازنة -خطوط المصانع والمرافق العامة، لذلك يتم تحديد معدلات الإصلاح والمؤشرات المرفوضة قبل بدء اللحام.
-تصميم مزدوج لكشف الجدار والتسرب
عندما يكون نشاط سائل المعالجة مرتفعًا، يتم إنشاء الخط كأنبوب-في-مجموعة الأنابيب. يحتوي الأنبوب الحامل الداخلي على النفايات، بينما يوفر أنبوب الحماية الخارجي متحد المركز حاجزًا زائدًا عن الحاجة ويشكل مساحة حلقية مراقبة. وتنحدر الحلقة إلى نقاط التجميع، ومزودة بأجهزة استشعار للمستوى والرطوبة، ومتصلة بدائرة أخذ العينات بحيث يتم اكتشاف أي فقدان للاحتواء الأولي قبل وقت طويل من وصوله إلى البيئة. يتم لحام واختبار وصلات الأنابيب الواقية - بنفس معايير الأنابيب الحاملة، ويتم مراقبة جلبات الاختراق عبر جدار الاحتواء بشكل مستمر.
الحماية من التآكل والتكامل-على المدى الطويل
تتلقى الأجزاء المدفونة طلاءًا خارجيًا -مطبقًا في المصنع مع لمسة نهائية حرة-تم التحقق منها من خلال اختبار شرارة الجهد العالي-، بالإضافة إلى الحماية الكاثودية لأجزاء الفولاذ الكربوني تحت الأرض-من النظام. داخل المصنع، يتم التحكم في محتوى الكلوريد في سوائل الغسيل وإزالة التلوث للحد من التشقق الناتج عن التآكل في اللحامات الأوستنيتي، ويتم تقليل الأرجل الميتة إلى الحد الأدنى لتجنب الشقوق الراكدة. يتم تحديد حجم الدعامات الزلزالية والمصدات وحلقات التمدد من خلال تحليل المرونة بحيث يتم امتصاص الحركة الحرارية عن طريق الهندسة بدلاً من اللحامات المفرطة.
وقف التشغيل ومعالجة النفايات
تم تصميم أنابيب الاحتواء أيضًا للإزالة النهائية. تفضل خطط القطع الطرق الميكانيكية والتي يتم التحكم فيها عن بعد- والتي تحد من التلوث المحمول بالهواء، وتحمل خيام الاحتواء المؤقتة الغبار والهباء الجوي، ويتميز كل قسم تمت إزالته بمعدل الجرعة ومستوى التلوث بحيث يمكن توجيهه إلى تصنيف التخلص الصحيح. تؤكد المسوحات الإشعاعية النهائية أنه تم تحرير المساحة لمزيد من العمل، وتمت أرشفة جميع السجلات باستخدام خريطة اللحام -المبنية.
الأسئلة المتداولة
س: ما هي المواد المستخدمة عادةً في أنابيب احتواء النفايات النووية؟
يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ASTM A312 TP304L وTP316L من الخيارات الأكثر شيوعًا، مع الأنابيب الملحومة -الانصهار- الكهربائية ASTM A358 للرؤوس الكبيرة والفولاذ المقاوم للصدأ بورات ASTM A887 حيث يتم دمج التحكم في الأهمية في الجدار.
س: ما هي المعايير التي تحكم لحام هذه الخطوط؟
إجراءات اللحام وعمال اللحام مؤهلون وفقًا للقسم التاسع من ASME BPVC، ويتبع التصنيع والقبول القسم III من ASME BPVC للمكونات المصنفة أو ASME B31.1 لخطوط المرافق، ويتم أخذ طرق الفحص من ASME BPVC القسم V.
س: كيف يتم التحقق من ضيق التسرب؟
يتم إجراء اختبار مطياف كتلة الهيليوم- طبقًا لمعيار ASTM E493 بعد الاختبار الهيدروستاتيكي ومرة أخرى عند الربط النهائي-، عادةً بعد الفحص الشعاعي أو بالموجات فوق الصوتية بنسبة 100 بالمائة للحامات.
س: لماذا يتم استخدام الأنابيب ذات الجدار المزدوج-؟
يوفر أنبوب الحماية الخارجي حاجزًا ثانيًا ويخلق مساحة حلقية مراقبة، بحيث يتم اكتشاف التسربات واحتوائها بواسطة أنبوب الحماية بينما لا يزال الحاجز الأساسي سليمًا.
س: كيف يتم تجهيز الأنبوب للخروج من الخدمة؟
تحدد مسوحات التلوث المناطق النشطة، ويحد القطع الميكانيكي عن بعد من الجسيمات المحمولة جواً، ويتميز كل قسم بمعدل الجرعة قبل توجيهه إلى تصنيف التخلص والمسح النهائي.
