一、前言
核电厂的建筑设施、内置系统、机器设备等由于在使用过程中受到了核辐射照射、侵蚀、波动等影响，其使用性能和可继续使用的寿命逐年下降，使得核电厂的工作运行存在安全隐患，计划外的停止核反应堆工作和机器设备的维护修理的次数逐步上涨。上世纪八十年代时，全球核电使用大国纷纷对这一现象进行了研究，并开始逐步重视核电站的老化管理，对反应堆组件、安全壳组件、压力容器等设备的老化机理进行了深入了解。仪控系统作为核电站的安全保护系统，仪控系统的可靠性和老化管理对核电站的安全使用有着直接的重要影响。
二、仪控设备的老化机理分析
2.1仪控设备的老化机理
核电厂仪控设备的使用寿命和设备内部的所有组成元件的老化息息相关，就如同短板效应，使用寿命最短的元件的质量决定了整体仪控设备的可使用年限。随着时间的流逝和仪器运行的工作强度，内部元件的老化是无法避免的，而元件老化的本质就是设备或者材料的特性在时间的影响下发生了一定的变化，使得元件的质量降低。电子元件的使用寿命一般情况下是受本身材料的影响，当发生介电强度退化时，元件的绝缘材料就会老化。不仅如此，电子元件的自身参数也会随着时间的变化而发生改变，例如电流增大加快元件老化速度。同时，许多物理反、高温高压的外部影响等，也会造成电子元件的老化。导致电子元件老化的原因，除了以上的影响因素以外，元件的制造工艺、质量、设计等因素也会导致电子元件的使用寿命发生变化。
2.2典型的仪控设备老化失效情况分析
电解电容问题作为电子元件老化的主要原因，老化机理是橡胶发生了变质，导致电解液发生了泄露，通过容器端盖溢出。当工作温度维持在20℃时，典型的电解电容老化现象发生的过程大概需要8到10年，一旦出现高温作业，这个老化过程则会被加快，高温环境下会加速电解液的蒸发速度，导致了电解电容出现故障，增大了内部路径的电阻值，减少了流通的电容容量，最终将使得电容失效、电子元件老化报废无法使用。
2.3元件寿命的识别与检测
通过学习国内外电子元件老化机理的学术研究和实践经验，结合了核电厂历年来机器设备电子元件的老化数据收集、整理和分析，发现大多数电子元件的可使用年限会小于元件工作机器设备的使用寿命，短板效应使得整体设备提前出现了老化，不得不暂停工作生涯。
在进行电子元件使用寿命的识别和检测时，要充分进行实验，结合使用资料进行合理的数据鉴定，尽可能得到在不同影响因素下较为精准的数据。基于电子元件的老化机理，通过大数据的资料分析结果和使用经验，目前发现使用寿命较短的常见设备有电源、电缆、显示器、键盘、鼠标、散热风扇等，使用寿命较短的电子元件有开关、电池、熔断器、连接器、二极管等。在使用意识的电子元件和机器设备时，要做好使用寿命的识别和检测工作，保证工作安全。
三、仪控设备的可靠性管理和老化管理办法
3.1仪控设备可靠性和老化问题管理
进行仪控设备可靠性和老化问题的管理，主要目的是检测和识别仪控设备及内部电子元件的老化程度和使用时潜在的安全风险，并对检测和识别出问题的元件、设备等及时进行更换，避免对核电厂运行工作的影响，进一步增强核电厂的工作安全系数。由于仪控设备可靠性和老化问题管理涉及的工作范围较广，问题也较为复杂，需要多个部门相互帮助、相互支持，可以设定专门的管理部门，进一步明确管理责任和管理范围，协调相关各方，指导仪控设备的识别和检测，制定老化问题的管理方法、流程、制度、标准等细则，有效提高管理工作的效率。
3.2建立仪控设备的分级管理系统
由于核电厂拥有各式各样的仪控设备，设备数量也非常多，由于不同类型的设备受外界影响的结果不同、老化程度也不同，在进行仪控设备老化评估时，由于设备老化程度无法量化，如果对每一种每一个设备都进行评估，不仅耗时费力消耗人工，且做了很多的无用功，可以进行系统的设置，将有限的检测力量集中到会对核电厂安全作业产生影响的重要环节中，科学合理的监控重点设备的老化情况，收集信息并设置定期回访，保证仪控设备的安全运行。
进行仪控设备的老化识别检测时，要先将现有的设备进行分门别类，按照重要程度进行排序，将其中各运行环节中重点影响安全的设备挑选出来，进行后续的进一步识别。在设备识别过程中，重点考察设备内部的重要元件是否会直接或间接的导致设备的安全功能受到影响、使得仪器老化失效。进一步从挑选出的重要元件入手，找出易受影响导致故障的使用寿命较短的重要元件，进行重点标注，并设置定期的科学的检测频率和更换周期。
3.3仪控设备老化问题的缓解
仪控设备针对老化问题的缓解过程，主要分为方案制定、材料准备和方案实施三个阶段进行。第一个阶段为方案制定阶段，要缓解仪控设备老化问题，首先要按照仪控设备的分级管理系统和已经识别的老化的设备元件清单，通过分析设备元件老化程度、老化元件等因素制定相应的缓解方案，按照设备元件的重要程度进行排列，将最重要的设备元件放在第一位进行处理，便于后续按优先级程度执行方案。第二个阶段为材料准备阶段，根据要处理的缓解方案，确定待更换或者修理的设备元件在修理过程中需要的各种元件耗材，并按计划进行采购，在采购时为了避免发生在缓解过程中耗材不足或者发生耗材损毁的情况，采购时实际采购数量要略大于计划采购数量，以保证耗材的储备充足，在采购完成后也要进行验收检查，要保证更换的元件耗材符合机器设备使用的基本条件。如果在方案中涉及整体更换新设备的，在更换之前要对新设备进行可靠性评价，并对其内部元件进行进一步筛查，确保新设备没有问题后再投入使用。第三个阶段为方案实施阶段，按照第一阶段设计的缓解方案和优先级清单进行设备元件的修理和维护，并记录好修理或者更换原因、更换时间、复查周期和下一次预计的更换时间，还可以对已经淘汰的设备元件进行拆分和改造，对材料进行充分的使用。
四、结束语
本文研究了核电厂仪控设备的可靠性和老化管理的相关问题，通过分析仪控设备老化的内在机理，学习和了解仪控设备及内部元件发生老化问题的影响因素，为了加强建设仪控设备的可靠性和仪控设备的老化管理，设定了仪控设备分级管理系统，对核电厂影响安全问题的仪控设备进行重点排查，并依托系统进行后续的仪控设备老化缓解方案，进一步提高仪控设备的可靠性和使用寿命。
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