3.4.2. Испытания для подтверждения способности выдерживать нормальные условия перевозки

3.4.2. Испытания для подтверждения способности

выдерживать нормальные условия перевозки

3.4.2.1-С1. Климатические условия окружающей среды, в которых может находиться упаковка, включают изменения влажности, окружающей температуры и давления, а также нагрев от солнечной инсоляции и дождь.

3.4.2.1-С2. Климатические условия, которым может быть подвергнута упаковка при перевозке в нормальной окружающей среде, включают изменения влажности, температуры окружающей среды и давления, воздействие солнечного тепла и дождя (п. 719.1 TS-G-1.1).

3.4.2.1-С3. Относительно низкая влажность, в частности, когда она проявляется в совокупности с высокой температурой, вызывает структурные изменения в материалах упаковки, такие как высыхание, усадка, растрескивание и охрупчивание. Прямое солнечное облучение упаковки может приводить к повышению температуры поверхности по сравнению с температурой окружающей среды на несколько часов в районе полудня. Крайний холод отверждает и охрупчивает определенные материалы, особенно используемые для соединений или амортизации. Изменения температуры и давления могут вызывать эффект "дыхания" и постепенное возрастание влажности внутри наружных частей упаковочного комплекта, и, если температура падает достаточно низко, это может приводить к конденсации воды внутри упаковки; влажность в корабельном трюме часто очень высока, и падение температуры приводит к значительной конденсации на внешней поверхности упаковки. При конденсации внешние картонные ящики и дистанционные элементы, предусмотренные для снижения внешнего уровня излучения, могут разрушаться. Воздействие дождя возможно в то время, когда упаковки ожидают погрузки, или во время движения к месту погрузки, или во время самой погрузки (п. 719.2 TS-G-1.1).

3.4.2.1-С4. При нормальной перевозке упаковка может подвергаться как динамическим, так и статическим механическим нагрузкам. Первый вид воздействия может включать ограниченные удары, повторяющиеся толчки и (или) вибрацию, второй - сжатие и растяжение (п. 719.3 TS-G-1.1).

3.4.2.1-С5. Упаковка также может подвергаться ограниченным ударам от свободного падения на поверхность в процессе обращения с ней. Грубое обращение, в частности, перекатывание цилиндрических упаковок и кантование прямоугольных, - другой общий источник ограниченных ударов. Они могут также возникать как результат проникновения предмета с относительно малым поперечным сечением или от удара об угол или кромку другой упаковки (п. 719.4 TS-G-1.1).

3.4.2.1-С6. Наземный транспорт часто бывает причиной повторяющейся тряски; все виды транспорта создают вибрационные нагрузки, которые могут вызывать усталость металла и (или) ослаблять болты и гайки. Штабелирование упаковок для перевозки и изменения нагрузки в результате быстрого изменения скорости в ходе перевозки могут подвергать упаковки значительному сжатию. Увеличение и снижение окружающего давления вследствие изменения высоты над уровнем моря вызывает в упаковке напряжения (п.719.5 TS-G-1.1).

3.4.2.1-С7. Следующие испытания были выбраны для воспроизведения повреждений, которые могут быть следствием воздействия климатических и транспортных условий и напряжений: испытание обрызгиванием водой, испытание на свободное падение, испытание на укладку штабелем и испытание на глубину разрушения. Маловероятно, чтобы одна упаковка столкнулась со всеми вариантами грубого обращения или небольшими происшествиями, которые представлены требованиями к четырем перечисленным испытаниям. Непреднамеренный выход части содержимого, хотя и очень нежелательный, не представляет собой большое происшествие вследствие ограничения содержимого упаковок типа A. Достаточно, чтобы каждый из трех образцов был подвергнут по отдельности испытанию на свободное падение, испытанию на укладку штабелем либо испытанию на глубину разрушения, которое в каждом случае будет предваряться испытанием на обрызгивание водой. Однако это не препятствует использованию одного образца во всех испытаниях (п. 719.6 TS-G-1.1).

3.4.2.1-С8. Испытания не включают в себя всех воздействий внешней среды, которым может подвергаться упаковка типа A при перевозке. Однако представляется, что они адекватные, рассматривая их в совокупности с другими общими конструкционными требованиями, связанными с условиями перевозки, такими как температура окружающей среды и ее изменения, обращение с упаковкой и вибрация (п. 719.7 TS-G-1.1).

3.4.2.1-С9. Цель испытаний на нормальные условия перевозки заключается в моделировании воздействий на упаковки в результате неаккуратного обращения с ними при перевозке, воздействии влажности и попадании под дождь, нагрузках при складировании упаковок в транспортном средстве и при маневрировании транспортных средств, т.е. воздействий не обязательных, но довольно часто имеющих место при любой перевозке.

3.4.2.2-С1. Если обрызгивание водой осуществляется с четырех сторон одновременно, следует предусматривать двухчасовой перерыв между испытанием на обрызгивание водой и последующими испытаниями. Данный интервал составляет время, которое необходимо, чтобы вода постепенно впиталась извне внутрь упаковки и снизила ее конструкционную прочность. Если упаковка подвергается последующему испытанию на свободное падение, укладку штабелем или на проникновение вскоре после этого перерыва, это приводит к максимальному повреждению. Однако если обрызгивание водой осуществлялось по четырем направлениям последовательно, впитывание воды во внутрь упаковки по каждому направлению и высыхание воды снаружи будет происходить постепенно за период, превышающий 2 ч. Соответственно не следует предусматривать интервал между завершением испытания на обрызгивание водой и последующим испытанием на свободное падение (п. 720.1 TS-G-1.1).

3.4.2.3-С1. Испытание на обрызгивание водой прежде всего предназначено для упаковочных комплектов, использующих материалы, которые абсорбируют воду, или размягчаются от воды, или включают в себя растворимый в воде клей. Для упаковочных комплектов, внешние слои которых состоят полностью из металла, дерева, керамики или пластика или из некоторой комбинации этих материалов, может показываться возможность пропуска такого испытания на основании обоснованной аргументации при условии, что эти упаковки не задерживают воду и не увеличивают значительно свою массу (п. 721.1 TS-G-1.1).

3.4.2.3-С2. Одним из методов проведения испытания на обрызгивание водой, который считается удовлетворяющим условиям, сформулированным в п. 3.4.2.3 НП-053-04 (п. 721 Правил МАГАТЭ-96), является следующий.

(a) Образец помещается на плоскую горизонтальную поверхность в положение, в котором наиболее вероятно наибольшее повреждение упаковки. Равномерно распределенная струя направляется на поверхность упаковки в течение 15 мин. с каждого из четырех направлений под прямыми углами, при этом смену направления обрызгивания следует выполнять так быстро, как это возможно. Может потребоваться испытание более чем в одном положении упаковки.

3.4.2.3-С3. Не следует поддерживать упаковку над поверхностью, чтобы учитывать воздействие воды, собираемой у основания упаковки (п. 721.3 TS-G-1.1).

3.4.2.4-С1. Испытание на свободное падение имитирует воздействия, которым может подвергаться упаковка при падении с платформы, кузова автомобиля или при неаккуратном обращении. После таких инцидентов состояние упаковки не должно влиять на возможность ее дальнейшей перевозки.

Для тяжелых упаковок высота падения при испытании уменьшается, так как вероятность их падения при перевозке с больших высот меньше, чем для малых упаковок. Очевидно, что при падении большегрузной упаковки (несколько десятков тонн) с высоты 1 м вопрос о дальнейшей ее перевозке может решаться только после тщательного обследования состояния упаковки. Такое падение можно относить к испытаниям не на нормальные, а на аварийные условия.

3.4.2.4-С2. Испытание на свободное падение имитирует тип удара, когда упаковка падает с платформы перевозочного средства или в процессе обращения с ней. В большинстве случаев перевозка будет продолжаться после таких ударов. Поскольку ожидается, что более тяжелые упаковки в меньшей степени подвержены падению с большой высоты в процессе нормального обращения, расстояние для свободного падения в таких испытаниях назначается в соответствии с массой упаковки. Если тяжелая упаковка испытывает падение с большей высоты, то ее следует тщательно проверять на повреждение или на потерю содержимого или защиты. Легкие упаковки, выполненные из картонных (фибровых) или деревянных ящиков, требуют дополнительных испытаний на падение для имитации повторяющихся воздействий в процессе обращения. Для упаковок, содержащих делящиеся материалы, требования о дополнительных испытаниях на свободное падение с высоты 0,3 м на каждый угол или, в случае цилиндрической упаковки, на каждую четверть каждого обода (ранее п. 622.b) Правил, издания 1990 г., исправленного) были исключены из Правил МАГАТЭ, начиная с издания 1996 г., потому что такие упаковки, состоящие из металлических конструкций, не рассматриваются как уязвимые к накоплению повреждений, например, легкие упаковки из дерева или картона. Любые несоответствия требованиям в конструкции упаковок, содержащих делящиеся материалы, выдерживать нормальное обращение, будут обнаружены испытанием по п. 3.4.2.4 НП-053-04 (п. 722 Правил МАГАТЭ-96). Дополнительные испытания на свободное падение с высоты 0,3 м до сих пор применимы к определенным картонным или деревянным упаковкам, независимо от того, содержат они делящиеся материалы или нет. Это вносит логику в режим испытания упаковок (п. 722.1 TS-G-1.1).

3.4.2.4-С3. Любые испытания на свободное падение следует проводить с содержимым упаковки, имитирующим максимальную массу. Может потребоваться более одного испытания на свободное падение для оценки всех возможных вариантов падения. Может возникать необходимость испытания специфических устройств упаковки, таких как петли и замки, для гарантии сохранения системы герметизации, защиты и безопасности по критичности (п. 722.2 TS-G-1.1).

3.4.2.4-С4. Устройства, требующие испытания, зависят от типа испытываемой упаковки. Такими устройствами являются элементы конструкции, материалы и механизмы, предусмотренные в конструкции, для предотвращения потери или распространения радиоактивных веществ или потери защитных материалов (т.е. система герметизации целиком, такие элементы, как клапаны крышки и их уплотнения). Для упаковок, содержащих делящиеся материалы, устройства могут включать в себя, помимо упомянутых выше, элементы для сохранения подкритичности, такие как фиксирующие рамы для топлива и поглотители нейтронов (п. 722.3 TS-G-1.1).

3.4.2.4-С5. "Максимальное повреждение" означает максимальное нарушение целостности упаковки. Для большинства упаковок с целью нанесения максимального повреждения образец следует подвергать свободному падению в одном или более положениях таким образом, чтобы ударное ускорение и (или) деформация рассматриваемых элементов были бы максимальны. Большинство контейнеров имеют некоторую асимметрию, определяющую различное сопротивление удару. В любом исследовании следует учитывать адекватные конструктивные элементы, обеспечивающие возможное поглощение всей кинетической энергии упаковки. Следует разрабатывать обоснования как для повреждений в различных элементах между точкой удара и центром массы относительно их роли в поглощении энергии, в возбуждении внутренних нагрузок, в искривлении, изгибе или смятии, так и для последствий таких явлений (п. 722.4 TS-G-1.1).

3.4.2.4-С6. Упаковки малой массы можно вручную удерживать над мишенью и ронять, обеспечивая требуемое положение. Во всех остальных случаях следует предусматривать механические средства для удержания и освобождения упаковки в требуемом для удара положении. Это может быть просто спусковой механизм, подвешенный за находящуюся на верху конструкцию, такую как потолочная конструкция, кран или башня, сконструированная специально для испытаний на свободное падение. Конструкция специализированной установки для испытаний на падение имеет четыре главных элемента: опора, спусковое устройство, направляющее устройство (обычно не используется при прямых падениях) и мишень, которая определена в п. 3.1.4 НП-053-04 (п. 717 Правил МАГАТЭ-96). Требуется достаточная высота опоры, чтобы полностью вмещать спусковой механизм, удерживающий трос или системы подвески, и испытываемый образец, при этом обеспечивая правильное положение и высоту падения, измеряемую между нижней точкой упаковки и мишенью. В тех случаях, когда упаковка оборудована ограничителями удара, высоту падения следует отсчитывать от нижней точки ограничителя. Спусковой механизм для испытаний на свободное падение должен позволять легко закреплять и мгновенно отпускать образец, но он не должен нежелательным образом влиять на положение образца и не должен добавлять образцу механических повреждений. Могут использоваться различные типы механизмов (механические, электромагнитные или их комбинации). Ряд испытательных стендов описан в IAEA-TECDOC-295 [87] и в Перечне стендов для испытания упаковок для перевозки радиоактивных материалов, опубликованном в международном журнале "Перевозка радиоактивных материалов" [88] (п. 722.5 TS-G-1.1).

3.4.2.4-С7. В процессе пересмотра, который привел к изданию Правил МАГАТЭ 1996 г., и при разработке НП-053-04 было согласовано, что при проведении испытаний на свободное падение нет необходимости предусматривать все возможные положения, если испытания проводятся для нормальных условий перевозки. Если в нормальных условиях перевозки невозможно падение упаковки в определенных положениях, эти положения могут не рассматриваться при оценке наихудшего повреждения. Было предусмотрено, что данное ослабление требований разрешается только для упаковок больших размеров и с большим отношением сторон. Такое ослабление требует от конструктора упаковки документальных обоснований. Конструкции упаковок, требующие утверждения компетентных органов, следует испытывать в положениях наибольшего повреждения, независимо от размера упаковки или соотношения ее сторон (п. 722.6 TS-G-1.1).

3.4.2.4-С8. Методы масштабного моделирования могут быть полезными для определения наиболее опасного, с точки зрения повреждения, положения. Внимание должно уделяться приборам и инструментам, так как собственные частоты датчиков и элементов их крепления могут приводить к ошибкам в полученных данных.

3.4.2.4-С9. Методы масштабного моделирования могут быть использованы для определения наиболее уязвимого положения для повреждения при свободном падении (см. справки 3.1.1-С9 - 3.1.1-С27 настоящего Руководства или пп. 701.7 - 701.25 TS-G-1.1, соответственно). Следует уделять внимание измерительной технике, поскольку частоты элементов крепления и самих датчиков могут вносить ошибки в полученные данные (п. 722.7 TS-G-1.1).

3.4.2.5-С1. Испытания на укладку штабелем предусмотрены для имитации эффекта давления на упаковку в течение длительного периода времени, чтобы получить уверенность в том, что эффективность защиты и системы герметизации не будет снижена, и в случае, когда содержимое будет делящимся материалом, не возникнет неблагоприятного воздействия на конфигурацию. Продолжительность этого испытания соответствует требованиям Рекомендаций ООН [21] (п. 723.1 TS-G-1.1).

3.4.2.5-С2. Любая упаковка, у которой нормальная верхняя поверхность, т.е. сторона, противоположная той, на которой она обычно стоит, является параллельной и плоской, может укладываться в штабель. Для укладки штабелем могут использоваться дополнительные подставки и опоры или рамы для упаковок с искривленной поверхностью. Упаковки с искривленной поверхностью не могут быть уложены в штабель, если они не снабжены опорами или подставками (п. 723.2 TS-G-1.1).

3.4.2.5-С3. Образец следует размещать нижним основанием на плоской поверхности, такой как бетонный пол или стальная плита. Если необходимо, плоскую плиту, имеющую достаточную площадь для покрытия верхней поверхности образца, следует помещать на эту поверхность так, чтобы нагрузка могла распределяться равномерно. Массу плиты следует включать в суммарную сдавливающую массу, применяемую в испытании. Если ряд однотипных упаковок возможно складировать, то наиболее простой метод состоит в построении штабеля из пяти упаковок на верхней поверхности испытываемого образца. Вместо этого на упаковку могут помещаться стальная плита или плиты или другие подходящие материалы, масса которых в 5 раз превышает массу упаковки (п. 723.3 TS-G-1.1).

3.4.2.6-С1. Испытание на проникновение (глубину разрушения) предназначено для гарантий того, что содержимое не выйдет из системы герметизации или что защита или система локализации не будут повреждены в случае, если тонкий объект, такой как длинный отрезок трубы или ручка руля падающего велосипеда, ударит и проникнет через внешний слой упаковочного комплекта (п. 724.1 TS-G-1.1).