(高清版)GB 36900.3-2018 低、中水平放射性廢物高完整性容器-交聯高密度聚乙烯容器

ICS13.030Z05中華人民共和國國家標準——交聯高密度聚乙烯容器CrossLinkedHighDensityPolyetheneHighIntegrityContainerforLow-and-intermediatelevelradioactivesolidwastes生態(tài)環(huán)境部國家市場監(jiān)督管理總局IGB36900.3—2018前言 II1適用范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 24基本安全要求 25產品的性能要求 56檢驗方法 57檢驗規(guī)則 78標識 99產品貯存和運輸 9附錄A（資料性附錄）與容器不相容的化學物質清單 11附錄B（規(guī)范性附錄）容器的型號與尺寸 12附錄C（規(guī)范性附錄）容器的結構 13附錄D（規(guī)范性附錄）蠕變外推計算方法 14GB36900.3—2018為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國放射性污染防治法》《中華人民共和國核安全法》，防治放射性污染，改善環(huán)境質量，保護人體健康，制定本標準。低、中水平放射性廢物高完整性容器系列標準由三個不同材料制成的高完整性容器標準組成：—《低、中水平放射性廢物高完整性容器—球墨鑄鐵容器》（GB36900.1—《低、中水平放射性廢物高完整性容器—混凝土容器》（GB36900.2—《低、中水平放射性廢物高完整性容器—交聯高密度聚乙烯容器》（GB36900.3）。本標準為其中第三部分《低、中水平放射性廢物高完整性容器—交聯高密度聚乙烯容器》（GB36900.3規(guī)定了用于包裝低、中水平放射性固體廢物的交聯高密度聚乙烯高完整性容器的安全要求、質量要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則、標識與貯存和運輸。本標準的附錄A為資料性附錄，附錄B~附錄D為規(guī)范性附錄。本標準為首次發(fā)布。本標準由生態(tài)環(huán)境部輻射源安全監(jiān)管司、核設施安全監(jiān)管司、科技標準司組織制訂。本標準主要起草單位：中廣核工程有限公司、中廣核研究院有限公司、國家電投集團遠達環(huán)保股份有限公司和國家電力投資集團有限公司。本標準自2019年3月1日起實施。本標準由生態(tài)環(huán)境部解釋。1GB36900.3—2018低、中水平放射性廢物高完整性容器-交聯高密度聚乙烯容器1適用范圍本標準規(guī)定了用于包裝低、中水平放射性固體廢物的交聯高密度聚乙烯高完整性容器（以下簡稱“容器”）的安全要求、質量要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則、標識與貯存和運輸。本標準適用于低、中水平放射性固體廢物的安全管理活動中廢物整備、貯存、運輸和處置，不適用于盛裝高放廢物或用作B型與C型貨包的包裝容器。本標準適用于容器的設計、制造、采購、檢驗等活動。2規(guī)范性引用文件本標準內容引用了下列文件中的條款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本適用于本標準。GB9132低、中水平放射性固體廢物近地表處置安全規(guī)定GB11806放射性物質安全運輸規(guī)程GB12711低、中水平放射性固體廢物包裝安全標準GB19434.8危險貨物剛性塑料中型散裝容器檢驗安全規(guī)范性能檢驗GB/T711-2017優(yōu)質碳素結構鋼熱軋鋼板和鋼帶GB/T1033.1塑料非泡沫塑料密度的測定第1部分：浸漬法、液體比重瓶法和滴定法GB/T1040.1塑料拉伸性能的測定第1部分：總則GB/T1043.1塑料簡支梁沖擊性能的測定第1部分：非儀器化沖擊試驗GB/T1634.1塑料負荷變形溫度的測定第1部分：通用試驗方法GB/T1842塑料聚乙烯環(huán)境應力開裂試驗方法GB/T2408塑料燃燒性能的測定水平法和垂直法GB/T2411塑料和硬橡膠使用硬度計測定壓痕硬度（邵氏硬度）GB/T2918塑料試樣狀態(tài)調節(jié)和試驗的標準環(huán)境GB/T4610塑料熱空氣爐法點著溫度的測定GB/T5470塑料沖擊法脆化溫度的測定GB/T9341塑料彎曲性能的測定GB/T11546.1塑料蠕變性能的測定第1部分：拉伸蠕變GB/T11547塑料耐液體化學試劑性能的測定GB/T15219放射性物質運輸包裝質量保證GB/T19466.3塑料差示掃描量熱法（DSC）第3部分：熔融和結晶溫度及熱焓的測定GB/T24128塑料防霉性能試驗方法《放射性廢物（環(huán)境保護部、工業(yè)和信息化部、國家國防科技工業(yè)局公告2017年第65號）分類》2GB36900.3—20183術語和定義下列術語和定義適用于本標準。3.1高密度聚乙烯HighDensityPolyethene（HDPE）高密度聚乙烯是一種結晶度高的熱塑性樹脂材料，其密度通常為0.935～0.960g/cm3，具有良好的耐熱性、化學穩(wěn)定性、抗輻照性能、抗生物降解、耐蠕變性能、機械強度等性能。3.2交聯高密度聚乙烯CrossLinkedHighDensityPolyethene(CL-HDPE)通過交聯反應使聚乙烯分子從線性結構變?yōu)榫W狀結構，材料的機械性能、耐老化性能、耐環(huán)境應力開裂性能、耐化學腐蝕性能以及耐蠕變性能等相應得到增強，形成交聯高密度聚乙烯。3.3高完整性容器HighIntegrityContainer（HIC）在預期300年以上的使用壽命內，能有效包容其中盛裝的低、中水平放射性固體廢物的容器。高完整性容器可以由不同材料制成（如混凝土、球墨鑄鐵、高密度聚乙烯材料或復合材料）。3.4相容Compatibility兩種及兩種以上物質相互接觸，不會引起不良理化反應的現象。3.5B型貨包BtypePackage滿足GB11806規(guī)定的B型貨包。3.6C型貨包CtypePackage滿足GB11806規(guī)定的C型貨包。4基本安全要求4.1一般安全要求4.1.1容器在長期貯存和最終處置條件下，對放射性內容物能保持300年以上的包容性能。4.1.2容器的結構材料應與其盛裝內容物和所處的使用環(huán)境條件（如溫度、濕度、腐蝕介質、輻照、陽光照射）相容。必要時可以在容器內、外設置內襯、外套或涂層，帶有過濾器的排氣裝置或內部脫水構件等。4.1.3容器的結構設計應考慮方便搬運、堆碼和防止容器表面積水。4.1.4作運輸容器使用時，應滿足GB11806規(guī)定的要求，必要時可增設減震裝置。4.1.5容器的設計、采購、制造等活動應按照GB/T15219的要求編制相應的質量保證大綱，并遵照執(zhí)4.2特殊安全要求3GB36900.3—20184.2.1內容物要求容器所盛廢物應滿足《放射性廢物分類》和GB9132的相應規(guī)定。容器可用于盛裝低、中水平放射性固體廢物，如:a)樹脂、泥漿、硅藻土與顆粒狀活性炭；b)過濾器元件和過濾器芯；c)焚燒灰或濕化氧化處理產生的廢渣等。容器所盛廢物內不應含與容器材料不相容的化學物質，參見附錄A。廢物包內游離液體的體積應小于固體廢物體積的1%。4.2.2原材料要求容器的原材料包括高密度聚乙烯樹脂、交聯劑、抗氧劑及紫外線抑制劑等。容器所選用的高密度聚乙烯樹脂應為粉末狀、本色、光合氣候穩(wěn)定、可交聯并適于旋轉模塑加4.2.3成型材料要求成型后交聯高密度聚乙烯應符合表1的性能要求。表1成型材料的性能要求序號性能單位要求試驗參數試驗方法1物理性能密度（A法）kg/m3≥94023℃GB/T1033.1耐環(huán)境應力開裂F50(A法)h>1000GB/T18422力學性能邵氏硬度(D)N/mm2≥60GB/T2411拉伸強度MPa≥1950mm/minGB/T1040.1彈性模量MPa≥60050mm/minGB/T1040.1斷裂拉伸應變%≥35050mm/minGB/T1040.1彎曲模量MPa≥6802mm/minGB/T9341簡支梁缺口沖擊強度KJ/m2≥1023℃GB/T1043.13熱性能負荷變形溫度℃≥700.45MPaGB/T1634.1脆化溫度(A法)℃≤-75GB/T5470熔融溫度℃≥125GB/T19466.3燃點溫度℃≥380GB/T46104阻燃性能HBGB/T24084GB36900.3—20185耐化學腐蝕性能除附錄A所列不相容化學物質外，應對大多數常用無機酸、堿和鹽有良好的耐腐蝕性能。6耐γ輻照性能試樣的拉伸強度、硬度與彈性模量無損失，斷裂拉伸應變應大于50%。累積劑量輻照1×106Gy詳見6.2.57生物降解性能霉菌生長等級為0級。溫度29℃±1℃,相對濕度≥90%。詳見6.2.68耐蠕變性能在時間-蠕變應力直線上外推300年時對應的拉伸應力不低于9.7MPa。試驗溫度為25℃±1℃。詳見6.2.7注1：如有特殊要求進行耐化學腐蝕性能試驗，可按照GB/T11547的規(guī)定進行。注2：耐紫外線性能試驗和熱循環(huán)性能試驗應根據需要開展。4.2.4結構要求容器桶體和頂蓋是由旋轉模塑或其他適宜工藝加工成型，不允許拼接。容器桶口可采用螺紋或其他結構，桶口與頂蓋應配合適宜，確保容器密封。當容器盛裝的內容物因輻照降解等產生廢氣，應在容器頂蓋上設置帶有過濾器的排氣裝置，加設的排氣裝置不得破壞容器的包容能力。排氣裝置應滿足以下性能要求：a)應能釋放容器內產生的氣體，同時防止外界水分的進入和內容物的外泄。b)過濾器對粒徑為0.45μm鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)的過濾效率應不低于99.97%。c)應采用耐腐蝕與耐輻照的材料，能與容器材料、內容物相容，不影響容器的包容能力。容器吊籃應能承受3倍額定質量，此時吊籃最大應力不超過構件材料的屈服強度；也應能承受5倍額定質量，此時吊籃最大應力不超過構件材料的極限強度。如需增設的內部構件（如內襯、脫水構件等）應與內容物和高密度聚乙烯材料相容，并不得破壞容器的包容能力。容器的內、外部金屬構件材料至少應滿足GB/T710中20號鋼的性能要求。當容器的設計或使用單位對于容器的尺寸或結構等有特殊要求，需征得處置單位的同意，并需獲監(jiān)管部門同意。除這些特殊要求外，對容器的其余要求應參照本標準執(zhí)行。4.2.5使用環(huán)境容器應避免陽光的暴曬，從制造至最終處置期間受陽光暴曬的時間不應超過1年。容器設計溫度為-40℃~70℃,在工藝操作、貯存與運輸、處置時的工作溫度應滿足以下要求：a)工藝操作：-40℃~60℃5GB36900.3—2018b)貯存與運輸：-40℃~70℃c)處置：≤25℃5產品的性能要求5.1型號、規(guī)格和尺寸容器的型號、規(guī)格與尺寸應盡量標準化、系列化。推薦的桶型和箱型容器的型號和尺寸見附錄B，容器的結構示意圖見附錄C。用戶可根據需要采用其他規(guī)格和尺寸的容器，但其性能應滿足本標準規(guī)定的強制性要求。5.2外觀質量容器內、外表面的外觀質量應符合表2的要求。表2容器外觀質量要求項目技術要求氣泡個數≤3桶口螺紋處、容器底部不準有氣泡泡徑/mm≤3黑色雜質個數每200mm×200mm表面中≤5分散分布；不準有穿透狀雜質長度/mm≤4桶體表面表面光潔，無砂眼、無塑化不良裂縫、孔洞不準有外壁積液不準有擦痕輕微，不大于表面積的1%油污不準有變形不準有排氣過濾器通暢、無堵塞物；與頂蓋連接緊固5.3性能試驗要求5.3.1應經受6.3.2節(jié)規(guī)定的密封試驗。試驗結束后，容器無泄漏。5.3.2應經受6.3.3節(jié)規(guī)定的堆碼試驗。試驗結束后，容器無泄漏、無影響運輸安全的變形。5.3.3應經受6.3.4節(jié)規(guī)定的貫穿試驗。試驗結束后，容器表面無破損。5.3.4應經受6.3.5節(jié)規(guī)定的跌落試驗。試驗結束后，容器桶體與頂蓋無開裂，容器無泄漏。6檢驗方法6.1試樣制備與狀態(tài)調節(jié)6GB36900.3—2018試樣可從滾塑產品上制取或從產品加工中配置的小模具制品上制取，各性能試樣制備的要求如下：a)表1中第1、2、3、4、7項性能檢測所采用的試樣按照相應標準制備；b)耐γ輻照性能和耐蠕變性能檢測所采用的試樣，按照性能檢驗中所測性能相應的標準制備。6.1.2試樣狀態(tài)調節(jié)試樣的狀態(tài)調節(jié)和試驗的標準環(huán)境為GB/T2918的規(guī)定的標準環(huán)境（23/50）,即溫度23±2℃,相對濕度50%±10%。狀態(tài)調節(jié)時間至少40h。6.2成型材料性能檢驗方法6.2.1物理性能材料物理性能檢測按照表1中第1項規(guī)定的試驗方法進行。6.2.2力學性能材料力學性能檢測按照表1中第2項規(guī)定的試驗方法進行。6.2.3熱性能材料熱性能檢測按照表1中第3項規(guī)定的試驗方法進行。6.2.4阻燃性能材料阻燃性能檢測按照表1中第4項規(guī)定的試驗方法進行。6.2.5耐γ輻照性能利用60Co輻射源（輻照劑量率應不高于1×104Gy/h）照射試樣，直至試樣的累積吸收劑量達到表4-1中第6項規(guī)定的累積吸收劑量要求。測定照射后試樣的斷裂拉伸應變、硬度、抗拉強度以及彈性模量。6.2.6生物降解性能按照GB/T24128的規(guī)定進行抗霉菌性能試驗。將裝有接種試樣的培養(yǎng)皿置于溫度為29℃±1℃、相對濕度≥90%的生物培養(yǎng)箱中培養(yǎng)28天。檢測試驗后試樣的霉菌生長等級。6.2.7耐蠕變性能按照GB/T11546.1的規(guī)定進行蠕變斷裂試驗。至少應選用7個應力進行蠕變斷裂試驗，使蠕變斷裂時間約為1h，10h，30h，100h，300h，1000h與3000h，其中蠕變斷裂最長時間應不少于3000h，每個應力至少選用2個平行樣。試驗后，采用附錄D所示繪制時間-蠕變應力外推直線。6.3容器性能檢驗方法6.3.1結構尺寸及外觀結構尺寸：采用精度為0.5mm的通用量具檢測。外觀檢驗：采用精度為0.01mm的量具測量氣泡、黑色雜質，其余項目在自然光線下目測。6.3.2密封試驗7GB36900.3—2018按照GB19434.8中液壓試驗方法進行密封試驗。容器內施加不低于52kPa（表壓）的液壓，并保持內部壓力至少10min。6.3.3堆碼試驗容器內裝密度為1600kg/m3的均勻固體物質，填充系數為90%。按照GB11806的規(guī)定進行堆碼試驗，堆放時間為24h。6.3.4貫穿試驗容器內裝密度為1600kg/m3的均勻固體物質，填充系數為90%。按照GB11806的規(guī)定進行貫穿試驗，下落高度為1m。6.3.5跌落試驗容器內裝密度為1600kg/m3的均勻固體物質，填充系數為90%。按照GB11806的規(guī)定對容器做底部45°斜位自由下落試驗，跌落高度滿足表3規(guī)定。表3跌落試驗的自由下落距離額定質量R(1)/kg自由下落距離/mR＜50005000≤R＜100000.910000≤R＜150000.6R≥150000.37檢驗規(guī)則7.1型式檢驗7.1.1型式檢驗要求容器生產有下列情況之一時，應進行型式檢驗：a)新產品投產或老產品轉產的試制定型鑒定；b)正式生產后，如結構、材料、工藝有較大改變，可能影響產品性能時；c)正常生產時，每年對高密度交聯聚乙烯材料的物理性能、力學性能與阻燃性能進行一次檢驗；d)產品長期（一年以上）停產后，恢復生產時；e)出廠檢驗結果與型式檢驗結果有較大差異時；f)國家核安全監(jiān)管部門提出或用戶要求進行型式檢驗時。7.1.2容器型式檢驗按照表4的規(guī)定進行。材料性能檢驗與容器性能檢驗可在不同容器上開展，每次型式鑒定試驗容器數量不得少于3個。表4型式檢驗項目序號檢驗項目87.2出廠檢驗1密度2耐環(huán)境應力開裂3邵氏硬度4拉伸強度5彈性模量6斷裂拉伸應變7彎曲模量8簡支梁缺口沖擊強度9負荷變形溫度脆化溫度熔融溫度燃點溫度阻燃性能耐化學腐蝕性能耐γ輻照性能生物降解性能耐蠕變性能結構尺寸氣泡20黑色雜質21桶體表面22裂縫、孔洞23外壁積液24擦痕25油污26變形27排氣過濾器28密封試驗29堆碼試驗30貫穿試驗31跌落試驗GB36900.3—20189GB36900.3—20187.2.1容器需經型式鑒定合格后，方可進行正式批量生產。7.2.2容器交貨應按批檢驗，同一原材料、同一型號、同一工藝加工的容器為一批。7.2.3應逐個檢查容器的尺寸與外觀質量。7.2.4每一批容器抽樣進行密封試驗，抽樣數量見表5。表5抽樣數量（個）批量范圍抽樣數量16～20221～50351～1004>1004%7.2.5檢驗合格后，生產廠家應為每個容器提供材料合格證、產品檢驗報告和合格證。7.3判定規(guī)則7.3.1型式檢驗的判定規(guī)則各項試驗全部合格，則判該檢驗批合格。如有一項不合格，判該檢驗批不合格。7.3.2出廠檢驗的判定規(guī)則各項試驗全部合格，則判該檢驗批合格。如有一項不合格，判該檢驗批不合格。7.3.3不合格批的處理若抽檢判定為不合格，需加倍抽樣檢驗，其嚴格度不變。仍不合格時，判定為該批產品不合格。8標識8.1.1按照GB12711的要求，應在容器外表面的顯著位置噴涂或粘貼放射性標識、容器編號與型號。8.1.2在容器外表面標識生產廠家或代號、生產日期和批號等。8.2標識的質量要求容器的標識應醒目、清楚、耐久性好、不損傷容器性能。9產品貯存和運輸9.1產品貯存GB36900.3—20189.1.1容器均應存放在平整、光滑的平面上，避免摔跌、與堅硬銳利物碰撞。容器可以側放，但要適當隔擋以防止?jié)L動。9.1.2容器應盡可能貯存在陰涼處，避免陽光直射，并嚴格記錄陽光直射時間。9.1.3容器不得與附錄A所列化學物質存放在同一房間內。9.2產品運輸9.2.1使用叉車搬運容器時，應避免劃傷或刺穿容器。9.2.2使用平板卡車或廂式貨車裝運的空容器時，卡車底板、貨車內表面不得有釘子、銳邊和凸出物。容器間、容器與車輛周邊之間應加設軟材料隔檔，防止劃傷容器表面。9.2.3在吊裝、移動或捆綁容器時，應采用尼龍、麻繩或其他柔軟材料。用于捆綁和起吊的綁帶松緊應適度，不應使容器擦傷、產生明顯的變形。9.2.4在運輸和裝卸容器時，應避免容器碰撞、摔和滾動。GB36900.3—2018（資料性附錄）與容器不相容的化學物質清單丙酮糠醇乙酸戊酯燃料油戊基氯汽油王水氫氟酸苯溴甲烷溴液氯甲烷樟腦油丁酮二硫化碳二氯甲烷四氯化碳硝酸液氯硝基苯潮濕氯氣辛基甲酚氯化苯油酸三氯甲烷發(fā)煙硫酸氯磺酸石油醚環(huán)己酮苯酚二甲胺氯化丙烯乙酸乙酯硫酸丁酸乙酯四氫呋喃氯乙烷四氫化萘四氯化鈦氯化乙烯氯乙醇三氯乙烯二氯乙烯松節(jié)油氟氣二甲苯糠醛GB36900.3—2018（規(guī)范性附錄）容器的型號與尺寸容器按結構形狀分桶型（DI型、DII型和DIII型）和箱型（BI型和BII型），其外形尺寸和允許偏差應符合表B.1及表B.2的規(guī)定。表B.1桶型HIC的型號和尺寸(1)型號外部尺寸壁厚(2)δ（mm）桶口直徑容器頸部到頂部距離h（mm）同軸度(mm)體 積有 積額 質量(3)直徑D（mm）高度H（mm）基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差DI±3%±10±10%630±2450±10±53.443.05RDII935630225±5RDIII700430260±40.420.37R表B.2箱型HIC的規(guī)格和尺寸(1)型號外部尺寸壁厚(2)δ（mm）容器開口直徑d（mm）表面對角體 積有 積額 質量(3)長度L（mm）寬度W（mm）高度H（mm）基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差BI610±10610±10930±10±10%430±2±40.350.31RBII550550950±40.290.25R(1)表中容器的尺寸為推薦值，用戶可根據需(2)容器的壁厚應根據所選交聯高密度聚乙烯材料的性能、容器的許用應力等，通過(3)額定質量R為容器(桶型或箱型)的質量和所裝內容物的質量GB36900.3—2018（規(guī)范性附錄）容器的結構容器由桶體、頂蓋、外部構件（如吊籃）或內部構件等部分組成。根據所盛裝廢物體形態(tài)或工藝的需要，可增設內襯、脫水構件等內部構件（如內襯、脫水構件等）。當容器盛裝的內容物因輻照降解等原因產生氣體并可能破壞容器完整性時，應在容器頂蓋上設置帶有過濾器的排氣裝置。桶型容器的結構示意圖見圖C.1，箱型容器的結構示意圖見圖C.2，采用螺紋連接形式的桶蓋剖面圖見圖C.3。圖C.1桶型容器結構示意圖圖C.2箱型容器結構示意圖GB36900.3—2018圖C.3容器頂蓋剖面示意圖GB36900.3—2018（規(guī)范性附錄）蠕變外推計算方法D.1外推原理本方法采用最小二乘法對蠕變試驗數據進行線性擬合，通過獲得的擬合直線外推預期時間對應的應力。D.2最小二乘法線性擬合D.2.1計算方法設直線方程的表達式為：S=Bt+A（D.1）式中：S：斷裂應力（MPa）t：斷裂時間（h）B：擬合直線的斜率A：擬合直線的截距令線性方程的估算值Si與實際值Si的偏差平方和最小，即（D.2）式中n為測試數據的數量。式（D.2）中Q對B和A分別求一階偏導數，且令一階偏導數為零，即：（D.3）（D.4）引入平均值：（D.5）