核电站密封件辐射老化试验

检测项目

力学性能检测：

• 拉伸试验：屈服强度（≥25MPa）、抗拉强度保留率（≥80%，参照ASTM D412）
• 压缩永久变形：变形率（≤40%，温度70°C）
• 冲击强度：夏比冲击功（≥15J，参照ISO 179）

热老化性能：

• 热稳定性：质量损失（≤5%，参照ASTM D573）
• 脆化温度：转变点（≤-40°C）
• 氧化诱导时间：OIT值（≥20min）

辐射剂量效应：

• 伽马辐射耐受：剂量率（10kGy/h，累积1000kGy）
• 中子辐照损伤：肿胀率（≤5%，参照ASTM E521）
• 辐射诱导交联：凝胶含量（≥60%）

化学结构分析：

• 红外光谱检测：官能团变化（C=O峰强度偏差±5%）
• 元素含量：碳氢比（偏差±0.5%）
• 交联密度：溶胀指数（≥1.5）

密封性能评估：

• 泄漏率测试：氦气渗透量（≤1×10⁻⁹ mbar·L/s）
• 压缩回弹性：恢复率（≥90%）
• 摩擦系数：动态值（≤0.3）

环境应力开裂：

• 应力腐蚀试验：开裂时间（≥1000h，参照GB/T 18424）
• 化学介质耐受：体积膨胀率（≤10%）
• 臭氧老化：龟裂等级（0级）

电气性能：

• 体积电阻率：值（≥1×10¹² Ω·cm）
• 介电强度：击穿电压（≥20kV/mm）
• 表面电阻：值（≥1×10¹¹ Ω）

疲劳耐久性：

• 循环压缩试验：失效周期（≥10⁵次）
• 动态密封测试：泄漏增量（≤5%）
• 蠕变性能：应变率（≤0.1%/h）

微观形态学：

• 扫描电镜分析：表面裂纹密度（≤5 cracks/mm²）
• 金相检验：孔隙率（≤1%）
• X射线衍射：结晶度变化（±5%）

加速老化模拟：

• 温度-辐射耦合：加速因子（100×）
• 湿度影响：吸水率（≤2%）
• 压力循环：密封失效压力（≥10MPa）

检测范围

1. 乙烯丙烯橡胶密封件： 涵盖EPDM材质O型圈及垫片，重点检测辐射诱导硬化和压缩永久变形，确保核反应堆冷却系统密封可靠性。

2. 氟橡胶密封件： FKM材料阀门密封，侧重高温辐射下化学稳定性及泄漏率测试，防止核介质泄露。

3. 硅橡胶密封组件： 硅胶基材绝缘密封，聚焦电气性能退化及热老化耐受性，保障控制棒驱动机构安全。

4. PTFE基复合材料密封： 聚四氟乙烯增强垫片，检测辐射下摩擦系数变化和耐化学腐蚀，用于泵浦密封应用。

5. 金属合金密封环： 不锈钢及Inconel材质，重点评估中子辐照肿胀和应力腐蚀开裂，适用于压力容器法兰。

6. 弹性体-金属复合密封： 橡胶包覆金属件，检测界面粘结强度及辐射老化分层风险，用于核级阀门。

7. 丁腈橡胶密封制品： NBR材质，侧重低剂量辐射下伸长率保留及臭氧脆化，用于辅助系统密封。

8. 氢化丁腈橡胶密封： HNBR材料，聚焦高温辐射耐受性及动态密封性能，应用于涡轮机密封。

9. 聚氨酯密封元件： PU基材，检测水解老化与辐射耦合效应，重点评估压缩回弹失效。

10. 石墨密封材料： 膨胀石墨垫片，侧重辐射诱导氧化及泄漏率稳定性，用于高温高压核蒸汽系统。

检测方法

国际标准：

• ASTM D412-16 橡胶拉伸性能试验
• ASTM E521-16 中子辐射损伤评估
• ISO 188-2011 橡胶热加速老化
• ISO 11357-6 塑料氧化诱导时间测定

国家标准：

• GB/T 528-2009 硫化橡胶拉伸试验
• GB/T 18424-2001 橡胶臭氧老化试验
• GB/T 7762-2014 硫化橡胶耐液体试验
• GB/T 3512-2014 橡胶热空气老化

方法差异说明：国际标准ASTM D412采用哑铃型试样测试速度500mm/min，而GB/T 528使用环形试样速度100mm/min，导致应变率差异影响参数比较；ISO 188热老化温度范围更宽（70-150°C），GB/T 3512限定100°C以下，影响加速因子计算；中子辐照试验ASTM E521要求更高剂量率精度，GB标准侧重基础参数验证。

检测设备

1. 伽马辐射源设备： Gammacell-3000型（剂量率10kGy/h，精度±2%）

2. 中子辐照装置： NeutronGen-500型（通量1×10¹³ n/cm²·s，温度控制±2°C）

3. 电子万能试验机： Instron 5967型（载荷范围0.01-100kN，精度±0.5%）

4. 热老化试验箱： ThermoScientific HTO-120型（温度范围-70-300°C，湿度控制±1%）

5. 傅里叶红外光谱仪： Nicolet iS50型（分辨率0.5cm⁻¹，波段4000-400cm⁻¹）

6. 密封泄漏检测仪： LACO LT-1000型（灵敏度1×10⁻¹⁰ mbar·L/s，氦气介质）

7. 冲击试验机： Zwick Roell HIT5.5P型（能量范围0.5-50J，低温室-196°C）

8. 动态机械分析仪： TA Instruments DMA 850型（频率0.1-200Hz，温度扫描-150-600°C）

9. 扫描电子显微镜： Hitachi SU9000型（分辨率0.4nm，加速电压0.5-30kV）

10. 臭氧老化试验箱： Atlas Ozone-300型（臭氧浓度0-500ppm，温度控制±0.5°C）

11. 体积电阻测试仪： Keithley 6517B型（电阻范围10⁶-10¹⁶ Ω，电压0-1000V）

12. 压缩永久变形装置： Custom CT-200型（压力0-50MPa，位移精度±1μm）

13. X射线衍射仪： Bruker D8 Advance型（角度范围5-90°，CuKα辐射）

14. 环境应力开裂槽： QLab ESCR-100型（化学介质兼容，温度-40-150°C）

15. 疲劳试验机： MTS Landmark 370型（频率0.1-100Hz，载荷±20kN）

北检(北京)检测技术研究院【简称：北检院】

报告：可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期：7~15工作日，可加急。

资质：旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试：严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试：支持定制化试验方案。

售后：报告终身可查，工程师1v1服务。

以上是与"核电站密封件辐射老化试验"相关的简单介绍，具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。