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摘要：
以冷試前壓力容器的扣蓋工程為例，從條件準備到扣蓋的全過程進行論述，并結合其他電站經驗，對工程中的重要步驟及問題進行分析，得出質量控制措施和風險預防方法，為冷試工作順利進行創造條件。
關鍵詞：
壓力容器；頂蓋；扣蓋；質量控制
0前言
在海南昌江核電建安階段，壓力容器需要多次完成扣蓋工作，其中尤其以冷試前的扣蓋因同時涉及堆內構件、CRDM以及主螺栓等重要設備，并且需要環吊配合頂蓋專用吊具進行吊裝，任何的安裝缺陷都會導致嚴重的后果，甚至導致冷試工作的失敗，故必須對頂蓋的全部吊裝過程進行嚴格的質量控制。海南昌江核電廠反應堆壓力容器頂蓋由上封頭和頂蓋法蘭通過全焊透焊縫連接而成，重約為56t，外形尺寸為4500mm（頂蓋法蘭外徑）×13080mm（頂蓋組裝件高度），其中包括已安裝完成的33個CRDM耐壓殼以及4個熱電偶。作為主設備重要部件之一，頂蓋吊裝前以及吊裝過程中的各項條件必須進行嚴格的控制，否則將會產生眾多不利的后果?？凵w前的清潔度不合格會導致密封面損傷，以及冷試開始后對其他設備的損害；頂蓋法蘭下端的密封面與壓力容器密封面直接接觸，且頂蓋自身重量較大，扣蓋過程中存在對壓力容器密封面造成損傷的風險；頂蓋上的耐壓殼及熱電偶不允許有任何的缺陷存在等。因此在吊裝過程中需避免振動及磕碰，頂蓋在起吊和下落過程中若不能保持垂直狀態，也可能損傷壓力容器支撐。通過對壓力容器扣蓋過程進行分析，得出以下質量控制措施。
1扣蓋過程及質量控制
1.1先決條件
扣蓋前的先決條件，包括清潔的完成狀態、材料、工機具的準備情況等，直接決定了扣蓋的質量。所以提前準備完成以下工作，不僅有利于確保扣蓋工作進程，對保證扣蓋質量也具有重要意義。（1）堆內構件螺栓鎖緊帽狀態需確認合格。（2）核島廠房20m平臺環境需達到1級清潔區要求，整個主回路內部清潔度檢查合格。（3）壓力容器密封面表面狀態檢查合格。（4）關閉過程中所需的耗材，如N5000潤滑脂、清洗液等，需提前確認和準備好。（5）維修主螺栓拉伸機所需要的專用及通用工具，需提前準備好。（6）環軌吊車的軌道油漆需打磨掉，避免螺栓拉伸時油漆脫落造成異物污染。（7）56條壓力容器主螺栓、螺母必須經外觀檢查及止通規檢查合格，并提前放置在20m平臺備用。
1.2堆內構件插堆
由于本次扣蓋工作為冷試進行，需先將上下部堆內構件吊裝至壓力容器內部。所以施工過程中，需對以下質量進行控制。（1）清潔度檢查。插堆前，對上下部堆內構件反復使用A級除鹽水進行沖洗，并用白布對堆內構件內外部進行擦拭，直至白布擦拭后表面無任何痕跡為止。（2）吊裝路徑。在吊裝過程中，需嚴格確認堆內構件的吊裝路徑上無任何干涉存在。（3）電源。堆內構件吊裝過程中，環吊電源需一直處于供電狀態，防止因意外失電造成的風險。（4）堆內構件吊裝。使用堆內構件專用吊具并按先下部后上部的順序，將堆內構件吊入堆腔。
1.3壓力容器頂蓋就位
頂蓋就位是壓力容器扣蓋過程中的核心工作，由于頂蓋重（約56t），外形尺寸大（4500×13080mm），并且法蘭下端密封面與壓力容器密封面直接接觸，吊裝過程中頂蓋的水平易發生偏移，存在碰撞密封面（使密封面損傷失效）的風險；頂蓋上裝配的耐壓殼及熱電偶為精密連接，吊裝過程中一旦發生意外晃動就會對其造成損傷。所以，頂蓋的吊裝過程必須要嚴格控制。對安裝管理人員來說，需全程進行旁站監督，隨時觀察頂蓋吊運過程中的狀態，以免發生上述風險。（1）頂蓋密封溝槽、不銹鋼表面、螺孔和密封環緊固件清潔合格，無異物，以免影響密封效果。確認內外密封環下表面和頂蓋法蘭密封面無損傷。（2）頂蓋在吊裝運輸中，應緩慢并盡量保持勻速，在任何情況下，水平加速度應＜0.5g，垂直加速度＜0.2g。吊裝中的設備升降速度應＜0.1m/s。頂蓋起吊和下落過程中，通過調整吊裝工具，使其密封面的水平度應≤0.25mm/m；頂蓋在起吊和下落過程中應保持垂直狀態，防止損傷RPV支撐。（3）安裝導向桿。頂蓋上有56條螺栓孔，法蘭上表面每個螺栓孔的周圍標有相應的螺栓孔編號，其中1#，29#，43#為導向桿安裝位置，導向桿的主要作用是為頂蓋就位提供定位，所以安裝時需注意這3個孔的形位公差要求，它是高于其他螺栓孔的。（4）安裝內外密封環。頂蓋的密封面上有2道環形密封溝槽，2個C形密封環分別安裝在溝槽內，其中，內密封環外徑為3735.7±0.2mm，外密封環外徑為3845.7±0.2mm。由于密封環為銀質，質地較軟，在受壓過程中易產生變形，所以密封環必須使用新的；因尺寸較大，運輸時容易變形，所以要特別注意密封環表面有無氣孔、凹痕、裂紋、折疊及劃痕等缺陷。（5）緊固固定螺釘力矩，最大力矩應≤6N•m。
1.4主螺栓旋入及拉伸
反應堆壓力容器主螺栓的旋入和拉伸采用螺栓拉伸機進行，公司的螺栓拉伸機為單體式拉伸機，即每臺拉伸機單次對應拉伸1條主螺栓，共采用4臺螺栓拉伸機，吊裝在環軌吊車上，4臺螺栓拉伸機呈整體對稱狀態，即每2臺拉伸機間的夾角為900，拉伸過程中以0°位置為起點，4臺拉伸機同時進行拉伸，1組螺栓拉伸完成后，4臺拉伸機沿環軌運行同一角度，開始順序進行拉伸，直至主螺栓全部旋入及拉伸完成。
1.4.1拉伸前準備
（1）提前確認環軌吊車行程限位裝置的功能及狀態，以避免移動過程中拉伸機相互碰撞，為處理問題預留足夠的應對時間。同時采用垂直限位裝置，以避免碰傷主螺栓孔。（2）檢查整個環軌吊車的清潔狀態。（3）檢查油箱的液位以及傳動部件的潤滑情況。
1.4.2拉伸過程控制
（1）檢查主螺栓、螺母、墊圈的清潔。拉伸前，需再次確認螺栓、螺母、墊圈的清潔是否滿足要求，以避免拉伸中因異物對螺牙產生損壞。（2）主螺栓、螺母、墊圈涂油。用事先準備好的潤滑油涂刷，注意潤滑油要涂刷均勻。（3）主螺栓旋入。本次為主螺栓與主螺母第一次配合，因56條螺栓與螺母受力情況不同，會導致各螺栓與螺母有不同的變形量；當螺栓與螺母再次配合時，若隨意配合則會導致配合不緊密，影響密封性等。因此，安裝時需注意螺栓與螺栓孔、螺母都是一一對應的，并將螺栓與螺母對應的編號記錄并保存。（4）拉伸主螺栓。操作螺栓拉伸機時要做到每4條螺栓一同拉伸，以確保頂蓋的應力分布均勻。（5）參數測量。在主螺栓拉伸前后，都要對頂蓋法蘭和容器法蘭間隙進行測量，測量點為4個（分別為0°，90°，180°和270°位置），并將測量后的數據提交給設計方進行審查確認。
2風險源項分析及管控
2.1扣蓋前物項保護
1#機組壓力容器密封面，在開蓋冷態性能試驗過程中，其先決條件為反應堆換料水池的水位超過反應堆壓力容器法蘭面，待試驗水位回落后，檢查密封面時發現，其表面出現大量的點狀缺陷，且隨時間延長，缺陷數量呈增加趨勢。對此，工程處立即聯合現場各方組成專項小組，對事件產生的原因進行分析，并同步聯系廠家專家，及時將相關信息共享。
2.1.1驗證過程
初始對密封面檢查時共發現點狀缺陷22處，每個點狀缺陷內表面均呈黑色，最大坑尺寸為2×1.5×0.025mm。因不確定點狀缺陷產生原因，所以將其定為不符合項，并通知廠家相關人員進行記錄，其余狀態未做進一步處理。在經過1周后，工程處組織人員對密封面狀態再次確認時發現，點狀缺陷數量已增為58個，密封面狀態呈惡化趨勢。工程處立即聯系各方面專家組成專項小組，訂立了巡檢原則，每周對密封面狀態進行2次確認，在現場進行原因核查。檢查中發現，壓力容器因冷態開蓋功能試驗水位回落后，壓力容器內部水質較差，且在冷態開蓋功能試驗水位浸沒密封面過程中，20m以上區域未停止其他施工，打磨、切削以及焊接等作業較多。在水位回落后，壓力容器密封面上鋪橡膠墊進行保護，與密封面間存在間隙，密封面上的水未進行處理，是自然風干。
2.1.2原因分析
壓力容器密封面表面堆焊有奧氏體不銹鋼，而20m以上環境中因未進行保護，存在較多打磨產生的金屬顆粒粉塵，這些粉塵落入壓力容器的水中及密封面金屬表面并沉積，在冷態開蓋功能試驗結束浸沒壓力容器密封面后，粉塵在水汽及空氣中氧的作用下，對密封面造成了污染，從而產生了銹蝕。
2.1.3處理措施及驗證
由廠家對密封面表面點狀缺陷進行打磨并圓滑過渡處理，對較深的缺陷，在打磨后進行補焊。同時，為防止缺陷的繼續生長，決定根據銹蝕產生的原因，對其進行防御性處理。首先建立20m清潔區，防止金屬粉塵再次產生，撤除堆腔水池周圍圍欄的密目網并更換為三防布包裹，處理期間若需進行吊裝作業時，提前在壓力容器上方覆蓋塑料薄膜。然后對堆腔水池及壓力容器內部進行高壓水沖洗清潔。最后在消缺完成后，需在密封面表面鋪蓋一層干凈的百潔布，并定期進行檢查。密封面缺陷處理完成后，專項組每2d對密封面狀態進行一次檢查，并形成記錄。經過30d的觀察，未有缺陷產生，該問題得到徹底解決。
2.1.4小結
此次密封面表面點狀缺陷事件，造成30d施工期的延誤，影響了冷試工作的進行。因此，施工管理人員需意識到，物項保護是一個長期的工作，特別是在主設備的安裝過程中尤其重要，任何疏忽都會造成嚴重的后果。
2.2行業經驗反饋
2014年某核電廠2#機組熱試期間，發生了堆內構件儀表套管緊固螺栓和鎖緊帽脫落事故，造成了蒸汽發生器一次側水室損傷，熱試被迫終止。
2.2.1反饋響應
在得到上述情況后，工程處立即將此問題形成專項任務，并聯合工程公司、監理、施工單位QC以及維修處成立專項小組。首先與設計進行溝通，確認螺栓鎖緊專項檢查標準，形成了對文件記錄、鎖緊帽實體的詳細檢查標準要求。據此，首先對文件記錄進行檢查，結果發現，施工方對鎖緊力矩的記錄并非逐條螺栓進行，而是按批次及區域進行的，不能完全證明每條螺栓的鎖緊狀態?；诖艘颍〗M立即對現場螺栓的鎖緊狀態進行逐一核查，重點針對焊接及安裝狀態。
2.2.2檢查結果
經檢查，下部堆內構件317條螺栓無漏焊、焊接不合格等現象，擰緊力矩值為280N•m，滿足設計要求的277~283N•m，工器具在有效范圍內，符合設計要求。上部堆內構件除部分受空間限制無法檢查外，其余均符合標準要求。對全部437道焊口的焊接記錄及焊接工藝、無損檢驗報告進行了核實，均符合相關技術文件要求。
2.2.3小結
行業內的經驗反饋，是核電施工中最有效的質量保證手段之一，不僅凝聚了各核電站施工建設階段的經驗教訓，也因施工管理人員能及時獲得反饋信息，并即時進行對比分析，而避免了相同危險的發生。
2.3設計失誤項
由于設計人員工作的局限性，存在著因考慮不全面而導致的設計失誤問題。因此在現場施工管理過程中，管理人員切記不能盲從，對懷有疑慮的問題，需從多方面進行核查分析后在繼續進行。
2.3.1環軌吊車干涉問題
根據0738E6023圖冊給出的壓力容器頂蓋吊具三角存放架的圖紙描述，三角存放架的3個支腿形成角度為120°的等邊三角形，而在現場放置頂蓋吊具時發現，因有4個吊具葫蘆，需要任意一個軌道間放置2臺吊具葫蘆，而通過現場實測發現，軌道間距不滿足放置要求。原因是設計方在設計吊具存放架時，僅考慮了存放支架的穩定性及強度，而未考慮環軌吊具葫蘆任意2臺一起存放的問題。為此，設計方重新進行了修改，將兩支軌道的角度調整15°，滿足了現場使用要求。
2.3.2環軌吊車行程限位問題
根據1#機組的安裝經驗，環軌吊車4臺電動葫蘆安裝完成后，調試時發現吊鉤限位反向，經現場專業人員確認為廠家限位程序錯誤。對此，要求廠家到場處理，因其未按期到場，對安裝工期造成了較大影響。與此同時，通過與其他電廠溝通獲得了經驗反饋，并與廠家溝通得知，該問題由設計引起，可通過取消吊鉤的定位程序來解決。在取消定位程序進行試驗發現，環軌吊車仍僅能在沿環軌方向單向移動，不能滿足螺栓拉伸機的現場使用需求。經與廠家溝通，最終決定將環軌吊車的限位取消，以滿足螺栓拉伸需求。
2.3.3小結
由于工程現場處理問題的流程是施工方發現問題并描述清楚，提交給設計進行解決，解決方案由設計進行確認，從而造成設計方的權力過大。而設計方不能隨時在施工現場進行設計，考慮問題也不全面，而且開工前需要設計出大部分的物項，難免有不完善之處。施工管理人員能隨時在現場指導施工，可根據實際情況及時發現和解決各種問題。所以施工管理人員不能盲目地相信設計方給出的全部內容，需要根據現場的實際情況進行綜合分析，特別是對于不合理的地方，要能提出質疑并積極尋求解決方案。
3結論
施工管理人員需明確在工程中的重大責任，并制定完善的質量控制措施以保障扣蓋過程的順利進行，真正做到保證質量和節約工期。首先需要完善對物項保護、環境清潔的要求，在扣蓋過程中建立清潔區，嚴格管控；其次對全過程進行分析，綜合安裝施工要求及要點，形成相應的施工方案并嚴格執行；最后需對安裝過程中所存在的風險做到提前預防。
作者：鄭文龍 賴世富 張鵬飛 陳偉民 單位：海南核電有限公司工程管理處
