КИП и датчики для атомных объектов: метрология плюс ядерная безопасность
Датчик давления для АЭС проходит два независимых сита: метрологическое, с утверждением типа и поверкой, и ядерное, с классом безопасности и квалификацией на аварию. Изготовители обычно закрывают первое и спотыкаются на втором. Разбираем оба контура, погрешность в аварийном режиме и комплект документов, который спрашивают на приёмке.
Приборостроительное предприятие поставляет датчики давления по всей энергетике и заходит на атомный объект. Тип средства измерений утверждён, методика поверки есть, первичная поверка сделана. На приёмке выясняется, что нужен ещё один слой документов: класс безопасности изделия, подтверждение работоспособности в условиях помещения при аварии, погрешность не в нормальных условиях, а в аварийных, и квалифицированный срок службы. Разбираем, почему у приборов для атомных объектов два независимых контура требований.
Контур первый: метрология
Прибор, результаты которого используются в сферах государственного регулирования обеспечения единства измерений, обязан пройти утверждение типа и быть внесён в соответствующий раздел Федерального информационного фонда. К типу прилагается методика поверки. Каждый экземпляр проходит первичную поверку при выпуске, затем периодическую в установленный межповерочный интервал. Для изготовителя это означает три вещи: описание типа должно охватывать реально поставляемое исполнение и диапазон, методика поверки должна быть выполнимой в условиях эксплуатации, а первичная поверка — оформлена в установленном порядке со сведениями в фонде. Испытательное и эталонное оборудование самого завода при этом подлежит аттестации и поверке.
Контур второй: ядерная безопасность
Второй контур начинается там, где заканчивается метрология. Датчик, по сигналу которого работает защита реактора, — это элемент системы безопасности со своим классом по НП-001-15, присвоенным проектантом. Из класса вырастают требования к надёжности, к резервированию каналов, к объёму подтверждающих испытаний и к форме оценки соответствия. Нормы лежат в каталоге ФНП. Важно, что утверждение типа средства измерений не заменяет оценку соответствия для объекта использования атомной энергии: это разные процедуры с разными основаниями, и нужны обе.
| Вопрос | Метрологический контур | Атомный контур |
|---|---|---|
| Основание | Законодательство об обеспечении единства измерений | Федеральные нормы и правила, НП-071-18 |
| Что подтверждается | Достоверность результата измерения | Выполнение функции безопасности |
| Процедура | Утверждение типа, поверка | Оценка соответствия, для высоких классов — приёмка |
| Условия проверки | Нормальные условия по методике | Условия эксплуатации и аварии по проекту |
| Срок действия | Межповерочный интервал | Квалифицированный срок службы |
| Кто проверяет | Аккредитованная на поверку организация | Уполномоченная организация, заказчик |
Погрешность в аварийных условиях
Ключевой и самый недооценённый пункт. В нормальных условиях датчик показывает с паспортной погрешностью. Во время аварии в помещении меняются температура, влажность и давление, растёт радиационный фон, возможны броски питания. Показания уходят. Для оператора и для алгоритма защиты важно знать не то, что прибор «работает», а насколько можно доверять цифре в этот момент. Поэтому программа квалификации даёт не бинарный ответ, а дополнительную погрешность в аварийном режиме, и она вносится в документацию. Отдельная тема — послеаварийный контроль: приборы, которые должны давать показания после аварии, квалифицируются на длительное пребывание в изменившихся условиях.
Расширенные диапазоны
Приборы аварийного контроля измеряют не рабочие, а запроектные величины: уровень в баке при опорожнении, температура за пределами обычного диапазона, мощность дозы на порядки выше фоновой. Из этого следует практическая трудность для изготовителя: описание типа и методика поверки должны покрывать этот расширенный диапазон, иначе получится прибор, метрологически подтверждённый только в рабочей части шкалы. Проверять этот момент нужно на стадии технического задания, а не после утверждения типа.
От датчика на станции требуется не выжить в аварии, а продолжать говорить правду. Это разные свойства, и подтверждаются они разными испытаниями.
Что ещё входит в квалификацию
- сейсмостойкость: работа во время и после толчка, обычно испытаниями на вибростенде;
- электромагнитная совместимость с учётом длины линий связи и схемы заземления;
- ускоренное старение перед остальными испытаниями для обоснования срока службы;
- стойкость к воздействию дезактивирующих растворов для приборов в контролируемой зоне;
- степень защиты оболочки для конкретного исполнения;
- работа в комплекте с первичным преобразователем, кабелем и вторичным прибором.
Поверка на объекте
Отдельно продумывается, как прибор будет поверяться на станции. Датчик, установленный в защищённом помещении с ограниченным доступом, невозможно снимать каждый межповерочный интервал без остановки блока. Поэтому методика поверки на месте, возможность встроенного контроля, конструктивные решения для подключения эталона — не мелочи удобства, а условие эксплуатируемости. Заказчик оценивает это при выборе поставщика, и изготовитель, который заранее предложил рабочее решение, выигрывает.
Комплект документов на поставку
- паспорт изделия с классом безопасности и квалифицированным сроком службы;
- описание типа средства измерений и сведения об утверждении типа;
- методика поверки и документ о первичной поверке каждого экземпляра;
- отчёт и протоколы квалификации: старение, аварийные условия, радиация, сейсмика, ЭМС;
- данные о дополнительной погрешности в аварийном режиме;
- протоколы приёмо-сдаточных испытаний с заводскими номерами;
- свидетельства об аттестации испытательного оборудования и поверке эталонов;
- акты о несоответствиях и решения по ним, документ об оценке соответствия по НП-071-18;
- руководство по эксплуатации, схемы подключения, ведомость ЗИП.
Типичные причины непринятия
- утверждение типа есть, а оценки соответствия для объекта атомной энергии нет;
- описание типа не покрывает поставляемое исполнение или расширенный диапазон;
- квалификация проведена на датчик отдельно, без кабеля и вторичного прибора;
- погрешность в аварийных условиях не определена, есть только вывод о работоспособности;
- первичная поверка выполнена организацией без соответствующей аккредитации;
- испытательное оборудование не аттестовано, эталоны с истёкшей поверкой.
Атом-Плюс сопровождает приборостроительные предприятия по обоим контурам: помогает согласовать с заказчиком исходные данные по условиям эксплуатации и аварийным режимам, выстроить программу квалификации, увязать описание типа и методику поверки с реальными диапазонами, подготовить технические условия и программу обеспечения качества, собрать комплект к оценке соответствия и к проверкам Ростехнадзора. Если вы поставляете КИП на атомные объекты, оставьте заявку в форме ниже.
Фото: TeWeBs, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
