核反應(yīng)堆壓力容器主螺栓的質(zhì)量控制

王亞麗

(中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司重裝事業(yè)部，黑龍江 161042)

核反應(yīng)堆壓力容器主螺栓的質(zhì)量控制

王亞麗

(中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司重裝事業(yè)部，黑龍江 161042)

核反應(yīng)堆壓力容器主螺栓是連接核反應(yīng)堆壓力容器頂蓋與筒體的緊固密封件。其質(zhì)量過(guò)程控制主要包括:主螺栓無(wú)損檢驗(yàn)、主螺栓機(jī)械加工、不完整螺紋修整，主螺栓清潔、包裝。

主螺栓;質(zhì)量控制;無(wú)損檢測(cè);機(jī)械加工

核反應(yīng)堆壓力容器(以下簡(jiǎn)稱RPV)主螺栓是連接核反應(yīng)堆壓力容器頂蓋與筒體的緊固密封件，其螺紋質(zhì)量的好壞直接影響反應(yīng)堆壓力容器筒體螺栓孔的質(zhì)量，關(guān)系到核電站是否按期正常安裝運(yùn)行。本文根據(jù)核電站用戶安裝現(xiàn)場(chǎng)的信息反饋，不斷改進(jìn)主螺栓機(jī)械加工方法，從RPV主螺栓實(shí)際生產(chǎn)加工的過(guò)程控制出發(fā)，提高質(zhì)量，確保核電產(chǎn)品的安全運(yùn)行。

1 主螺栓無(wú)損檢驗(yàn)質(zhì)量過(guò)程控制

為保證RPV主螺栓鍛件的質(zhì)量，在主螺栓精加工后螺紋加工前安排在固定式磁力探傷機(jī)上進(jìn)行機(jī)加表面的磁粉檢測(cè)(MT)。由于螺栓為細(xì)長(zhǎng)軸類鍛件，故需采用分段磁化，嚴(yán)格保證磁場(chǎng)強(qiáng)度符合檢測(cè)規(guī)程要求。進(jìn)行MT的目的是便于在螺紋加工前及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件質(zhì)量缺陷，對(duì)超標(biāo)缺陷做技術(shù)報(bào)廢處理;對(duì)于未超標(biāo)缺陷，必須嚴(yán)格按照檢測(cè)規(guī)程對(duì)缺陷部位進(jìn)行滲透檢測(cè)(PT)復(fù)檢。這樣能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理不符合要求的主螺栓鍛件，既嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，又不影響整體生產(chǎn)進(jìn)度。主螺栓在螺紋加工前進(jìn)行MT結(jié)束后，由檢測(cè)人員出具檢測(cè)報(bào)告并判定結(jié)論。見(jiàn)圖1。

2 主螺栓機(jī)械加工質(zhì)量過(guò)程控制

2.1 主螺栓螺紋的機(jī)械加工控制

以某核電項(xiàng)目RPV主螺栓M155×4螺紋為例，螺栓螺紋細(xì)節(jié)部分如圖2所示，相配合的筒體螺栓孔螺紋部分細(xì)節(jié)如圖3所示。螺栓的螺紋部分采用在數(shù)控臥車進(jìn)行車削加工，加工過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行將粗車、半精車、精車分開(kāi)的工序。螺孔在數(shù)控鏜床加工。檢驗(yàn)后均符合圖紙要求。然而根據(jù)用戶安裝現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際反饋，加工的螺紋及相配合的螺栓孔雖均在圖紙要求的公差范圍內(nèi)，但現(xiàn)場(chǎng)安裝卻出現(xiàn)不同程度的研傷、卡澀現(xiàn)象。

圖1 無(wú)損檢測(cè)報(bào)告Figure 1 NDE report

圖2 螺紋放大圖Figure 2 Enlarged drawing of thread

經(jīng)過(guò)質(zhì)量、設(shè)計(jì)、工藝等相關(guān)人員的分析發(fā)現(xiàn)，圖紙?jiān)谠O(shè)計(jì)原理上對(duì)螺紋的大徑、中徑、小徑加工的公差要求過(guò)于嚴(yán)格，為了保證安裝現(xiàn)場(chǎng)螺栓的旋入順暢，又能滿足設(shè)計(jì)圖紙要求，經(jīng)過(guò)對(duì)螺栓與螺孔的接觸情況進(jìn)行反復(fù)計(jì)算，最終決定對(duì)主螺栓的大徑、中徑、螺孔的大徑、中徑、小徑公差進(jìn)行工藝控制，在滿足設(shè)計(jì)圖紙要求的前提下，更能適合用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝。另外，考慮到由于整體拉伸機(jī)的剛性約束，主螺栓在螺栓孔中的對(duì)中調(diào)節(jié)性差，如果大徑圓角過(guò)小，就會(huì)存在尖點(diǎn)，在旋入筒體螺孔時(shí)會(huì)損傷螺孔。為了更好的控制螺紋大徑圓角，保證質(zhì)量，最終決定采用表1、表2的加工公差及圓角大小，對(duì)主螺栓螺紋、螺孔進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

質(zhì)控人員指導(dǎo)、監(jiān)督檢查人員，嚴(yán)格按照改進(jìn)后螺紋參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，逐一對(duì)螺紋大徑、中徑進(jìn)行測(cè)量，滿足改進(jìn)方案的要求值后出具檢測(cè)報(bào)告。通過(guò)這一改進(jìn)，核電站現(xiàn)場(chǎng)螺栓安裝順利，再無(wú)研傷、卡澀現(xiàn)象。

2.2 主螺栓螺紋粗糙度的質(zhì)量控制

主螺栓螺紋加工過(guò)程中螺紋粗糙度要求是Ra0.8μm，車削螺紋很難達(dá)到圖紙要求。為此，技術(shù)人員對(duì)試驗(yàn)件采用成型刀片加工，并對(duì)進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速等切削參數(shù)進(jìn)行了控制，最終獲得了滿意的效果。

圖3 螺孔放大圖Figure 3 Enlarged drawing of screw

表1 螺紋參數(shù)Table 1 Thread parameters

表2 螺孔參數(shù)Table 2 Screw parameters

3 主螺栓不完整螺紋修整過(guò)程控制

3.1 主螺栓不完整螺紋的機(jī)加去除

以某RPV主螺栓為例，如圖4所示，對(duì)M155×4螺紋的起始端不完整螺紋按圖紙要求進(jìn)行270°范圍內(nèi)去除。

對(duì)不完整螺紋的修整，是為了減少不完整螺紋尖角處對(duì)反應(yīng)堆壓力容器筒體螺栓孔的螺紋損害。質(zhì)量控制重點(diǎn)在于:不完整螺紋的去除及螺紋起始端R25 mm圓弧的圓滑過(guò)渡。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員研討，最終選擇在數(shù)控龍門銑床上加工，并設(shè)計(jì)制造R25mm樣板對(duì)加工后的螺紋起始端R25mm圓弧進(jìn)行檢驗(yàn)。選用?4 mm銑刀與螺紋垂直加工，通過(guò)設(shè)計(jì)工裝夾具及對(duì)電控箱內(nèi)改造，實(shí)現(xiàn)4軸聯(lián)動(dòng)，主螺栓同步旋轉(zhuǎn)，順利加工出了R25 mm圓弧并去除270°不完整螺紋。R25 mm圓弧經(jīng)樣板檢測(cè)合格。

3.2 主螺栓不完整螺紋的手工去除

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝經(jīng)驗(yàn)反饋，機(jī)床加工去處不完整螺紋后的余高很難控制在0.05 mm以內(nèi)，需由鉗工用微型電動(dòng)工具修復(fù)不完整螺紋余高，同時(shí)，用銼刀將R25 mm圓滑過(guò)渡處的螺紋兩側(cè)端面修理成0.6 mm～0.8 mm過(guò)渡倒角。經(jīng)檢查人員檢驗(yàn)合格后，報(bào)質(zhì)控人員復(fù)檢，出具檢測(cè)報(bào)告，后續(xù)用戶現(xiàn)場(chǎng)反饋螺栓旋入螺孔順暢。

圖4 不完整螺紋圖Figure 4 Unfinished thread drawing

4 主螺栓清潔包裝過(guò)程控制

主螺栓在進(jìn)行終檢結(jié)束后，由鉗工用紗布手工清除油污、夾雜物、灰塵等。特別是螺紋牙型間的清潔，由檢查員進(jìn)行目視檢查，確保主螺栓表面無(wú)波浪、褶皺、劃痕、油污等有害缺陷，并在目視檢查員的監(jiān)督下，進(jìn)行包裝。第一道，采用軟膜油刷涂，要保證主螺栓的中心孔，螺紋牙型間等所有部位都刷涂，以免發(fā)生銹蝕。第二道，采用核電專用蠟紙進(jìn)行包裝，最后采用核電專用塑料布進(jìn)行包裹。裝箱時(shí)墊壓木與機(jī)件接觸處墊毛氈，以免運(yùn)輸時(shí)發(fā)生撞擊，磕傷螺栓。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)主螺栓無(wú)損檢驗(yàn)、機(jī)械加工、不完整螺紋修整，以及對(duì)清潔、包裝等逐一控制，使RPV主螺栓在完全滿足圖紙和工藝技術(shù)條件要求的前提下，現(xiàn)場(chǎng)安裝更加順利。

編輯 傅冬梅

Quality Control of Main Bolt for Nuclear Reactor Pressure Vessel

W ang Yali

Main boltof nuclear reactor pressure vessel is the fastening and seal part to connect coverwith container of nuclear reactor pressure vessel.Its quality control process includes nondestructive examination and machining of main bolt，unfinished thread repair as well as cleaning and packing fomain bolt.

main bolt;quality control;nondestructive examination;machining

TH49

A

2014—01—15