Akusztikus emisszi´ os vizsg´ alatok a Paksi Atomer˝ om˝ uben

A Paksi Atomer˝om˝uben a g´epi ultrahang hibahely-meghat´aroz´o pontoss´ag´at p´aros´ıtottuk az akusztikus emisszi´os vizsg´alatnak azzal a sz´amunkra igen kedvez˝o tulajdons´ag´aval, hogy egyetlen m´er´es (t.i.: a f˝ov´ızk¨ori nyom´aspr´oba) alatt, a szerkezet eg´esz´et k´epes figyelni, s az esetleg m´as elj´ar´asokkal meg sem k¨ozel´ıthet˝o (´ep´ıt´eszeti, geometriai vagy

´

eletv´edelmi okok miatt) helyekr˝ol is ´ert´ekes adatokat szolg´altat [Bacskai].

Tov´abbi igen hasznos tulajdons´aga az akusztikus emisszi´os vizsg´alatnak minden m´as vizsg´alattal szemben, hogy a szerkezetet egy sz´amunkra ismert ´es j´ol meghat´arozott, m´erhet˝o terhel´essel terhelj¨uk. A m´er´es sor´an csak az adott terhel´esi szinten akt´ıv hib´ak emitt´alnak jeleket, ´ıgy az akusztikus emisszi´os vizsg´alat, mint egy sz˝ur˝ovizsg´alat, jelzi sz´amunkra, hogy kell-e m´as, id˝ot ´es p´enzt nem k´ım´el˝o hagyom´anyos vizsg´alatot v´egezni, vagy sem. Ugyanakkor a ”hagyom´anyos” vizsg´alatokkal szemben nagyon nagy h´atr´ a-nya az ismeretlens´eg. ´Evtizedek ´ota ismertek a vizu´alis vagy penetr´aci´os elj´ar´asok, az ultrahang, az izot´opos felv´etelek. Az ¨uzemeltet˝ok megszokt´ak, hogy centim´eteres vagy millim´eteres pontoss´aggal meghat´arozott koordin´at´akkal kapnak egy rajzot, a behat´arolt hiba alakj´ar´ol, m´eret´er˝ol.

A megszokott m´odszerekhez k´epest ´ujdons´ag egy olyan vizsg´alat, amely egy ´ejszaka alatt eredm´enyt szolg´altat p´eld´aul a reaktortart´alyr´ol, melynek egyes kit¨untetett helye-ken v´egzett ultrahangos vizsg´alata t¨obb mint egy hetet vesz ig´enybe. A vizsg´alat ´ujszer˝u volta a szeml´eletv´alt´ason t´ul, ´uj fogalmak bevezet´es´et is sz¨uks´egess´e tette [SzucsP]. Nem, vagy nem j´ol alkalmazhat´oak az eddig haszn´alatos regisztr´al´asi hat´ar, hiba hat´ar fogal-mak.

Az akusztikus emisszi´os forr´as kritikuss´ag´anak m´ert´ek´et k´et jellemz˝oje hat´arozza meg, az intenzit´asa ´es az aktivit´asa. Intenzit´asa alatt ´ertj¨uk jel´enek amplit´ud´oj´at ´es rezg´ es-sz´am´at, aktivit´asa alatt jeleinek sz´am´at, gyakoris´ag´at. Ezekb˝ol a forr´as ´altal kibocs´atott energi´ara tudunk k¨ovetkeztetni. Akt´ıv az a forr´as, amelyb˝ol sz´armaz´o hangesem´enyek id˝oar´anyos sz´ama n˝o ´alland´o, vagy n¨ovekv˝o terhel´es hat´as´ara. Intenz´ıv, ha hasonl´o fel-t´etelek mellett az esem´enyek energi´aja ´es rezg´essz´ama n¨ovekszik. Kritikusan akt´ıv, vagy intenz´ıv az a forr´as, melynek eset´eben a n¨oveked´es m´ert´eke maga is n˝o ´alland´o, vagy n¨ovekv˝o terhel´es hat´as´ara. Az6.32 ´abr´an, mint egy koordin´ata rendszerben, l´athatjuk a fentieket a biztons´agi szempontok szerint ¨osszefoglalva.

Megjegyz´esk´ent eml´ıtem meg, hogy az intenzit´as sz´am´ıt´asa k¨ul¨on-k¨ul¨on t¨ort´enik a nyom´aspr´oba k¨ul¨onb¨oz˝o szakaszaira [Bacskai].

A Paksi Atomer˝om˝u f˝ov´ızk¨or´en, ´epp´ugy, mint minden nyom´as alatt m˝uk¨od˝o beren-dez´es´en, a hat´os´agi nyom´aspr´ob´at tartanak (6.33 ´abra).

A reaktortart´alyok eset´eben ez n´egy´eves ciklusid˝ovel t¨ort´enik meg. Az egyik nyo-m´aspr´ob´at az els˝o szakasz´aban le´all´ıtott´ak, s m´asnap ker¨ult sor az ´ujabb -imm´ar

sikeres-6.32. ´abra. Akusztikus esem´enyek oszt´alyoz´asa, biztons´agi szempontb´ol [Bacskai]

6.33. ´abra. A f˝ov´ızk¨ori nyom´aspr´oba tervezett nyom´asg¨orb´eje, az id˝o f¨uggv´eny´eben [PA]

nyom´aspr´ob´ara. Ennek k¨ovetkezt´eben kiv´al´oan detekt´alhattuk a Kaiser-effektus meg-jelen´es´et a reaktortart´alyon. Mivel a tervezett nyom´asg¨orb´eben (6.33 ´abra) nincs a nyom´ascs¨okkent´es ut´an ´ujb´oli nyom´asemel´es, a Kaiser-effektus detekt´al´asa csak kiv´ e-teles alkalmakkor lehets´eges [Bacskai2], ugyanis – mint a majd hivatkozott el˝oad´as is bemutatja - a n´egy´eves ciklus alatt a reaktortart´aly relax´al´odik (A reaktortart´alyba, a nyom´aspr´oba sor´an extr´em terhel´est visz¨unk be. Az ´ıgy megv´altozott bels˝o fesz¨ults´egi

´

allapot, az egy´eves ¨uzemid˝o ´alland´onak tekinthet˝o h˝om´ers´eklete fesz¨ults´egi ´allapota

mi-att, nagym´ert´ekben le´ep¨ul. Mivel k´et nyom´aspr´oba k¨oz¨ott n´egy ¨uzemid˝o ciklus telik el, a relax´aci´o teljesnek tekinthet˝o. L´asd m´eg [Vero-Kaldor]).

A 6.34 ´abr´an mutatjuk be a reaktortart´alyon akusztikus emisszi´oval monitorozott ter¨uleteket. B´ar az 5/6 varraton is j´ol kimutathat´o volt a jelens´eg, a csonkz´on´aban l´atv´anyosabban figyelhett¨uk meg, egy´eb, k¨uls˝o eredet˝u, a nyom´aspr´ob´aval egy¨utt j´ar´o k¨or¨ulm´enyek miatt. Ez´ert most csak azt a ter¨uletet t´argyaljuk. ´Erdekess´egk´eppen meg-jegyezn´em, az´ota sem volt p´elda megism´etelt nyom´aspr´ob´ara, teh´at a jelens´eg val´oban egyedi a maga nem´eben!

6.34. ´abra. Akusztikus emisszi´oval monitorozott ter¨uletek a reaktortart´alyon [Rajz: Bacskai P.]

Az akusztikus emisszi´os ´erz´ekel˝ok poz´ıci´oit a csonkz´on´aban a 6.35 ´abr´an l´athatjuk.

Az ´abr´an a reaktor csonkz´on´aj´anak kiter´ıtett ´abr´aja l´athat´o. 1-6 sz´amoz´assal a hurkok, illetve Z ¨UHR jel¨ol´essel a Z´ona ¨Uzemzavari H˝ut˝o Rendszer be¨oml˝ocsonkjai l´athat´oak.

KIP jel¨ol´essel a csonkz´ona m´er´eseinek kivezet´ese l´athat´o. Az X tengelyen az 5 hurok k¨oz´epvonal´at´ol m´ert ker¨uleti t´avols´ag, az Y tengelyen a csonkz´ona szerel´esi fel¨ulet´et˝ol m´ert t´avols´ag l´athat´o, mm-ben megadva. Figyelj¨uk meg, hogy a csonkok k¨oz´epvonal´aban elhelyezett ´erz´ekel˝ok, egyszerre k´et array-t (azaz egys´eget, jelen esetben n´egy ´erz´ekel˝ob˝ol

´

all´o egys´eget) szolg´alnak ki. ´Igy az a8 ´erz´ekel˝o az a5, a6, a7 ´es a8 ´erz´ekel˝ok egys´eg´ebe is tartozik, de ugyanez az ´erz´ekel˝o a2 n´even az a1, a2, a3, a4(b14) array eleme is.

Ezzel a szellemes megold´assal kevesebb ´erz´ekel˝o alkalmaz´as´aval is nagy pontoss´aggal lehet lefedni a monitorozott ter¨uletet. Ehhez persze viszonylag nagy sebess´eg˝u hardware is sz¨uks´eges, amit optikai csatol´okkal ´es megfelel˝o szint˝u sz´am´ıt´og´epes h´att´errel biztos´ı-tottak. A 6.36 ´abr´an figyelhetj¨uk meg a nyom´aspr´oba sor´an bek¨ovetkezett akusztikus

6.35. ´abra. ´Erz´ekel˝ok elhelyezked´ese a csonkz´on´aban [KFKI AEKI]

emisszi´os esem´enyek eloszt´as´at (a detektorpoz´ıci´okat l´asd a6.35´abr´an), k¨ul¨onb¨oz˝o sz˝ur´ e-sekkel. A sz˝ur´esek seg´ıts´eg´evel j´ol kiemelhetj¨uk az azonos csoportokba tartoz´o esem´enyek egyedi jellemz˝oit. Elemezz¨uk az al´abbi ´abracsomagot, a 6.36 ´abr´an, ahol az (a) r´eszen a 21 dB-n´el, a (b) r´eszen a 36 dB-n´el, m´ıg a (c) r´eszen az 56 dB-n´el nagyobb amplit´ u-d´oj´u esem´enyek l´athat´oak az id˝o f¨uggv´eny´eben. Ezeket egym´as mellett megfigyelve, j´ol l´athatjuk a jelcsomagok megoszl´as´at.

A6.36 ´abra (a) r´esz´en l´athatjuk a 21 dB-es amplit´ud´ot meghalad´o - teh´at viszonylag kis intenzit´as´u - eventeket (event: be´erkez˝o jelcsomag, esem´eny) az id˝o f¨uggv´eny´eben.

J´ol megfigyelhet˝o, hogy a kezd˝o - 123 bar alatti - szakaszban, alig n´eh´any regisztr´aci´o t¨ort´ent. (Mivel a be´erkez˝o jelcsomagok egy r´esze technol´ogiai eredet˝u zaj, ez´ert ´ert´ekel´es szempontj´ab´ol a lokaliz´alt esem´enyeket tekintj¨uk m´ert´ekad´onak. A nem lokaliz´alt ese-m´enyeket t´aj´ekoztat´o jelleggel vessz¨uk figyelembe.) A 6.36 ´abra (b) ´es (c) r´esz´en ez a jelleg majd fokozottan jelentkezik.

A 6.36 ´abra (b) r´esz´en a 36 dB-n´el nagyobb amplit´ud´oval rendelkez˝o esem´enyeket l´athatjuk. A jelek mennyis´eg´enek cs¨okken´es´eb˝ol ad´odik a g¨orbe sz¨ogletesebb jellege. A 6.37 ´abr´an k´es˝obb majd l´athatjuk, hogy m´ıg a 21 dB-es sz˝ur´essel a b1 detektor kimagas-l´oan akt´ıv volt, els˝osorban a nyom´ascs¨okken´esi szakaszban, addig a 36 dB-es sz˝ur´es az a13 ´es a b1 detektorokat emeli ki, m´egpedig a nyom´asemel´esi, illetve nyom´ascs¨okkent´esi szakaszban.

A 6.36 (c) ´abr´an az 56 dB feletti amplit´ud´oval be´erkez˝o esem´enyek id˝o szerinti el-oszl´as´at k´ıs´erhetj¨uk figyelemmel. Ezeket az esem´enyeket z¨ommel az a9, a13 ´es a b1 jel˝u detektorok jelezt´ek. Figyelj¨uk meg, hogy az ´erz´ekel˝ok mindegyike 1. ´es 2. hurkok k¨orny´ek´en helyezkedik el (l´asd az 6.35 ´abr´an).

A6.36(c) ´abr´an l´athatjuk, hogy a legnagyobb -56 dB feletti cs´ucsamplit´ud´oj´u- lokali-z´alt regisztr´aci´ok a nyom´asemel´esi szakaszra jellemz˝oek. Ugyanitt figyelhetj¨uk meg, hogy az 56 dB-n´el nagyobb esem´enyek sz´ama eleny´esz˝o! Ez´ert tapasztalhatjuk az ´abr´anak (56 dB-es sz˝ur´essel k´esz´ıtett) a m´asik k´et eloszl´ast´ol (21 ´es 36 dB) elt´er˝o jelleg´et.

6.36. ´abra. A reaktortart´aly csonkz´ona akusztikus emisszi´os m´er´ese: fels˝o k´epeken az

¨

osszes esem´eny ¨osszegek, m´ıg az als´o k´epeken a lokaliz´alt esem´eny ¨osszegek l´athat´ok [KFKI AEKI]

V´egk¨ovetkeztet´esk´ent kijelenthetj¨uk: a reaktortart´aly csonkz´on´aj´anak akusztikus

emisszi-´

os monitoroz´asa sor´an mintaszer˝uen jelentkezett a Kaiser-effektus. A m´asodik felterhe-l´est k¨ovet˝oen, az ´eszlelt akusztikus esem´enyek jellemz˝oen az el˝oz˝o terhel´esi szint felett jelentkeztek. Az a t´eny, hogy meghat´aroz´o r´esz¨uk a nyom´ascs¨okken´esi szakaszokban je-lentkezett, arra is enged k¨ovetkeztetni, hogy a reaktortart´aly f´emszerkezeti integrit´asa megfelel˝o, noha ennek meg´allap´ıt´as´ahoz az itt ismertetett eredm´enyek ¨onmagukban nem elegend˝oek [Bacskai2].

Am ezt a k¨´ ovetkeztet´est al´at´amasztj´ak az akusztikus emisszi´os vizsg´alati eredm´enyek r´eszletes elemz´esei is, ¨osszhangban a m´as, konzervat´ıv vizsg´alati technol´ogi´ak eredm´ e-nyeivel, mely m´odszereket ezt megel˝oz˝oen t´argyaltunk.

6.37. ´abra. Az akusztikus emisszi´os esem´enyek a reaktortart´aly nyom´aspr´ob´aja so-r´an. Balra: 21 dB-n´el nagyobb esem´enyek, jobbra: 56 dB-n´el nagyobb esem´enyek [KFKI AEKI]