ISO 11933-52026 安全壳外壳部件Spart 5电气和流体回路的贯穿件标准立项发展报告

安全壳外壳部件第5部分：电气和流体回路的贯穿件标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ComponentsforContainmentEnclosures—Part5:PenetrationsforElectricalandFluidCircuits摘要随着核能利用、放射性物质处理及各类高洁净度工业应用场景的快速发展，安全壳外壳作为防止放射性物质泄漏和保护人员与环境安全的关键工程屏障，其设计与制造质量日益受到国际社会的高度关注。贯穿件作为安全壳外壳中连接内部与外部电气和流体回路的核心部件，在保障系统功能完整性的同时，必须确保密封性能和结构安全。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO11933-5:2026《安全壳外壳部件第5部分：电气和流体回路的贯穿件》标准，系统梳理了该标准的立项背景、发展历程、主要技术内容及其在辐射防护领域的应用意义。该标准的修订充分吸收了近年来核工业与高端制造领域的技术进步成果，完善了贯穿件的分类体系、材料选用、密封性能要求及试验验证方法，为全球范围内安全壳外壳贯穿件的设计、制造与检验提供了统一的技术依据。本报告对该标准的技术框架与核心条款进行了深入分析，并对未来标准化工作的发展方向提出了展望，旨在为相关企事业单位、科研机构及标准化工作者提供参考和借鉴。关键词：安全壳外壳；贯穿件；电气回路；流体回路；辐射防护；国际标准化Keywords:ContainmentEnclosures;Penetrations;ElectricalCircuits;FluidCircuits;RadiationProtection;InternationalStandardization一、引言1.1标准立项背景安全壳外壳广泛应用于核工业、放射性同位素生产、医药制造、生物工程和半导体工业等领域，其核心功能在于为可能涉及放射性物质或有毒有害介质的操作提供密封隔离环境，避免有害物质向外部环境扩散。贯穿件是安全壳外壳必不可少的组成部分，承担着将动力电缆、信号电缆、控制线路以及冷却水、气体、液体等流体介质穿越外壳壁体的功能。随着核能事业的复苏和先进核反应堆型研发的推进，特别是第四代核裂变反应堆、小型模块化反应堆（SMR）以及核聚变实验装置的兴起，安全壳外壳贯穿件面临的工况条件日趋复杂，对密封性、耐辐照性、耐高温高压性能及长寿命可靠性提出了更高的要求。与此同时，国际社会对核安全关注度的持续提升，以及各国核安全监管要求的不断趋严，促使贯穿件相关技术标准的更新迭代势在必行。1.2标准修订的必要性与意义ISO11933系列标准自发布以来，为全球安全壳外壳部件的设计制造提供了重要技术指导。其中，第5部分针对电气和流体回路贯穿件的专项规定，是该系列标准体系中技术含量最高、工程实践最丰富的组成部分。近年来，贯穿件在结构设计、密封材料、在线监测和老化管理等方面涌现出大量新技术新成果，原标准的某些技术指标和试验方法已难以完全适应当前工程需求。因此，对该部分标准进行系统修订，及时纳入新技术成果和完善技术指标体系，对于提升全球安全壳外壳技术水平、促进国际贸易和工程互认具有重要的现实意义。二、标准概述2.1标准基本信息ISO11933-5:2026《安全壳外壳部件第5部分：电气和流体回路的贯穿件》（Componentsforcontainmentenclosures—Part5:Penetrationsforelectricalandfluidcircuits）由国际标准化组织（ISO）发布，现行有效。该标准分类号为辐射防护领域，发布日期为2026年5月20日，语言版本为英语。2.2标准适用范围本标准规定了安全壳外壳中电气贯穿件和流体贯穿件在设计、材料选择、制造、试验、检验和验收等方面的通用技术要求。适用于核设施、放射性物质处理设施及其他需要采用安全壳外壳的工业场所中使用的各类贯穿件。具体包括：-电力电缆贯穿件（用于动力传输）；-仪控信号电缆贯穿件（用于测量与控制信号传输）；-光纤通信贯穿件（用于数据通信）；-流体介质贯穿件（涵盖气体、液体及多相流介质）；-组合式贯穿件（同时包含电气和流体通道），以及预留贯穿件和备用贯穿件。2.3标准定位与作用在ISO11933系列标准体系中，本部分标准与密封手套箱、隔离装置、传递舱等标准相互配套，共同构建了安全壳外壳的完整标准体系。该标准的发布实施，为贯穿件的设计选型提供了技术依据，为工程验收和安全监管提供了统一标尺，也为国际技术交流和项目合作创造了共同语言。三、标准主要技术内容分析3.1贯穿件的分类体系本标准根据结构形式、功能用途和密封机理的不同，对电气和流体回路贯穿件进行了系统的分类。在电气贯穿件方面，按照电压等级（低压、中压、高压）、导体类型（铜导体、铝导体、光纤）、密封方式（单端密封、双端密封、多道密封）及是否具备屏蔽功能等维度进行分类；在流体贯穿件方面，按照介质类型（气体、液体、蒸汽）、压力等级、温度等级和管径尺寸等参数进行系统划分，建立了覆盖典型工程应用场景的分类体系。这种系统化的分类方法，为工程选型和标准应用提供了清晰的技术框架。3.2材料选择与性能要求标准对贯穿件各部件所用材料提出了明确要求，重点关注以下几方面：在金属材料方面，标准要求与安全壳外壳壁体连接的金属部件应选用与壳体材料相容或焊接性能良好的金属材料，如奥氏体不锈钢、碳钢或镍基合金，以保证连接部位的密封性和结构强度。对于密封导体穿越外壳的关键部位，金属导体需具有良好的导电性能和抗蠕变特性，以适应长期负载运行条件。在密封材料方面，电气贯穿件常用的密封材料包括无机绝缘材料（如陶瓷、玻璃）和高分子密封材料（如EPDM橡胶、硅橡胶等），标准根据不同使用环境对密封材料的耐辐照性能、耐热老化性能、抗介质侵蚀性能和长期稳定性提出了分级要求。对于流体贯穿件，垫片和密封填料需满足相应的耐压、耐温和耐介质兼容性要求，确保在预期使用寿命内不因材料老化而丧失密封功能。标准还特别强调了材料的可追溯性和质量证明文件要求，为贯穿件的全生命周期质量管理提供了支撑。3.3密封性能要求密封性能是贯穿件最关键的性能指标，也是本标准的核心技术内容。标准从以下几个方面规定了密封性能要求：泄漏率限值：根据贯穿件的密封安全等级和使用工况，标准规定了不同等级贯穿件的允许泄漏率限值。对于安全相关贯穿件，通常要求氦质谱检漏方法测得的泄漏率不超过规定值，且密封等级需高于所在安全壳外壳的总体密封等级。设计基准工况：标准规定了贯穿件在正常工况、异常工况和事故工况下的密封性能要求。例如，在设计基准事故条件下，贯穿件需在规定的温度、压力和辐照条件下保持密封完整性，不得产生超过限值的泄漏。标准明确要求依据贯穿件的服役条件和假想事故场景开展验证试验。密封结构设计：标准对密封面的结构形式、O型密封圈的压缩率及安装沟槽尺寸、密封焊缝的结构细节等提出了具体的设计指导。鼓励采用冗余密封设计原则，确保在单一密封失效时仍能维持必要的密封功能。3.4电气性能要求对于电气贯穿件，本标准在电气性能方面做出了系统规定。导体载流量需持续满足回路额定电流的要求，绝缘电阻、介电强度等指标需满足相应电压等级的国家或行业标准要求。同时，标准特别关注贯穿件在正常运行和事故环境下的电气安全裕度。耐电压试验规定了试验电压的施加方式和持续时间，例行试验的试验电压通常为额定工作电压的规定倍数；绝缘电阻测量规定了在规定的直流试验电压下的最小绝缘电阻值；导体的温升则规定了在不同负载率条件下的允许温升值。此外，对于用于核设施安全仪控系统的信号贯穿件，标准还规定了电磁屏蔽效能要求和信号传输衰减限制，以确保在复杂电磁环境下信号的准确传输。3.5耐火性能和热循环性能要求在耐火性能方面，标准规定了贯穿件需通过规定的耐火试验，在标准火曲线条件下的一定时间内，贯穿件各部件需保持结构完整性和密封完整性。密封材料需能承受相应的热冲击条件而不失效，贯穿件内部绝缘材料在规定的高温条件下不得产生明显的性能劣化。在热循环性能方面，要求贯穿件能承受规定的冷热循环次数而不出现密封性能的显著下降和结构变形。此外，还需验证电缆与贯穿件接口部位的耐热性能及贯穿件外侧可能发生火灾时对壳体内侧的传热影响。3.6试验方法为验证上述性能要求，标准规定了一系列试验方法，主要包括：-密封性试验：推荐采用氦质谱检漏法，规定了最小可检泄漏率和测试压力的确定方法；对大型贯穿件或现场安装条件受限的场合，允许采用压力衰减法或气泡法作为替代方法。标准还规定了试验介质、试验温度和试验持续时间的确定原则。-型式试验：规定了新型号贯穿件批量生产前需完成的全部型式试验项目，涵盖电气性能测试、密封性能测试、耐火试验、热循环试验、辐照老化试验和振动试验等。对试验样品的数量、取样方法和合格判据做出了具体规定。-例行试验：规定了产品出厂前需逐件完成的常规试验项目，主要包括外观检验、尺寸检验、基本电气性能测试和气密性试验，确保每件产品满足规定要求。-特殊试验：针对特定应用场景，规定了相应补充试验的要求，如地震试验、浸水试验、辐照老化试验等，作为工程订货时的可选试验项目。四、标准实施与应用4.1国内转化与应用前景ISO11933-5:2026作为国际标准化组织发布的先进标准，对我国核工业及相关领域具有重要的参考和借鉴价值。我国核工业标准化主管部门和全国核能标准化技术委员会可积极推进该标准的转化采用，结合国内核电技术路线和监管要求，编制相应的国家标准或行业标准。在"华龙一号""国和一号"等自主核电品牌的建设和出口过程中，采用与国际接轨的贯穿件标准，有助于增强自主品牌的国际认可度和竞争力。4.2工程应用建议贯穿件的设计选型和验收管理涉及多学科多专业协调整合，标准使用者应重点关注以下要点：按照贯穿件的安全功能等级和使用工况要求合理选择设计规范和安全裕度；设计中应充分考虑贯穿件在整个电厂设计寿命期间的可检查性、可试验性和可更换性；对安全相关的贯穿件，应制定贯穿全生命周期的老化管理方案，建立密封性能在线监测和趋势分析方法；采购和验收过程中应重视供方的质量保证能力和历史业绩，加强出厂试验的见证和文件审查。五、主要参与单位介绍5.1中国核动力研究设计院中国核动力研究设计院（NuclearPowerInstituteofChina,NPIC）创建于1965年，是我国核动力工程领域历史最悠久、综合实力最强的研究设计单位之一，也是ISO/TC85（核能、核技术和辐射防护标准化技术委员会）国内技术对口单位的重要支撑机构。该院在核动力装置设计、安全壳结构研发、贯穿件研制与验证等方面积累了六十余年的工程经验和科研成果。在安全壳贯穿件领域，该院在我国自主知识产权的核电型号研发过程中，组织开展了多类型电气和流体贯穿件的自主研发和鉴定验证工作，建立了贯穿件耐火试验、高温高压密封性能试验和老化评估试验等试验能力，培养了一支高水平的科研和工程技术团队。近年来，该院积极参与国际标准化活动，深度跟踪ISO11933系列标准的制修订工作，组织国内相关单位对标准草案开展技术评议和试验验证，为国内采用该国际标准积累了丰富的技术储备和工程经验，在推动我国核能标准与国际接轨方面发挥了重要的桥梁和引领作用。六、结论与展望ISO11933-5:2026的发布实施，是安全壳外壳贯穿件领域国际标准化工作的重要阶段性成果。该标准在系统继承原版标准技术框架的基础上，充分吸纳了近年来贯穿件设计制造领域的技术进步和工程实践经验，在材料体系、密封性能要求、试验验证方法等方面实现了全面升级，为全球安全壳外壳贯穿件的设计、制造和检验提供了科学完善的技术依据。展望未来，随着核能技术的持续创新和新型核能系统的不断涌现，贯穿件标准化工作将面临新的挑战和机遇。建议重点关注以下几个方向：深化对耐事故燃料、先进反应堆等新型系统对贯穿件特殊需求的研究，