淺析某百萬千瓦三軸承主泵組裝階段的質(zhì)量控制

周 杰（中核華電河北核電有限公司，河北 滄州 061000）

淺析某百萬千瓦三軸承主泵組裝階段的質(zhì)量控制

周 杰
（中核華電河北核電有限公司，河北 滄州 061000）

核安全是核電的生命線，可靠的設(shè)備質(zhì)量是保證核安全的重要基礎(chǔ)。對于核電廠唯一的核一級泵設(shè)備的反應(yīng)堆冷卻劑泵（簡稱主泵），尤其要進(jìn)行全方位、全過程的質(zhì)量控制。本文對我國引進(jìn)的某型1000MW核主泵中幾類關(guān)鍵部件在裝配試驗(yàn)階段容易忽略的一些問題，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行原因分析，提出預(yù)防和治理措施，最終保證主泵在組裝階段的質(zhì)量要求。

質(zhì)量控制；焊接結(jié)構(gòu)件；組合體部件；靜壓密封部件

1　前言

主泵位于核島一回路系統(tǒng)蒸汽發(fā)生器和反應(yīng)堆容器之間的冷管段上，用于驅(qū)動冷卻劑在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，連續(xù)不斷地把堆芯中產(chǎn)生的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水。該型主泵用于我國M310改進(jìn)型百萬千瓦壓水堆上，三條環(huán)路各設(shè)置一臺主泵。主泵為立式、單級離心泵。反應(yīng)堆冷卻劑從泵殼底部的管嘴吸入，經(jīng)泵軸下端的葉輪加壓后，由泵殼出口管嘴徑向排出。

2　主泵結(jié)構(gòu)

主泵采用三段軸的連接結(jié)構(gòu)，電機(jī)軸和泵軸通過中間可拆軸直接進(jìn)行剛性連接。主泵主要由泵部分、電機(jī)部分和輔助系統(tǒng)組成。電機(jī)部分由上/下電機(jī)機(jī)架、定子、轉(zhuǎn)子、空冷器、止逆機(jī)構(gòu)等主要部件組成，部件組裝完成后將整體參與電機(jī)總裝及出廠檢查驗(yàn)收；泵部分由上下電機(jī)支座、泵殼、密封室、密封組件、過流部件等部件組成，泵部件以3700多個單件的形式參與主泵總裝和出廠檢查驗(yàn)收；輔助系統(tǒng)由密封注入水系統(tǒng)、頂泄油系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等組成。在主泵裝配拆卸過程中，泵部件由于種類多、數(shù)量多、作業(yè)時間長等特點(diǎn)，經(jīng)常會因?yàn)榉雷o(hù)不當(dāng)、操作不當(dāng)、意外磕碰等，產(chǎn)生主泵部件質(zhì)量缺陷。尤其是對包含隱蔽工程的焊接結(jié)構(gòu)件、組合體部件、靜壓密封部件等泵部件更容易在裝配試驗(yàn)過程產(chǎn)生質(zhì)量問題，有必要給予高度關(guān)注，做好質(zhì)量見證、巡視檢查等質(zhì)量監(jiān)督工作，把好設(shè)備出廠前的質(zhì)量關(guān)。

2.1 焊接結(jié)構(gòu)件。主泵上下電機(jī)支座是該型主泵中為數(shù)不多的幾個大型焊接結(jié)構(gòu)件，是水泵和電機(jī)之間的連接部件，其主要由5大類11種不同規(guī)格的碳鋼、不銹鋼板/管材焊接而成。主泵上電機(jī)支座位于主泵電機(jī)下部，起到支撐和連接電機(jī)的作用，同時兼做雙向推力軸承、油葉輪、油冷卻器、頂泄油泵、軸承室油箱、接油盤、油箱管道等部件的載體。主泵下電機(jī)支座位于上電機(jī)支座與泵蓋之間，起到電機(jī)與主泵泵體之間定位作用。利用電機(jī)支座筒壁焊接有兩個下油箱，底部通過管道相連，兩個油箱通過檢修人孔隔開。

2.2 組合體部件。主泵部件中有很多不銹鋼部件往往需要使用連接螺栓進(jìn)行緊固形成組合體來實(shí)現(xiàn)各組件的功能。如，軸承導(dǎo)環(huán)與導(dǎo)葉、檢修密封體與導(dǎo)葉、密封室與導(dǎo)葉等部件均通過螺栓連接。

2.3 靜壓密封部件。該型主泵有兩處靜壓密封，即位于導(dǎo)葉體下部的檢修密封和位于密封室蓋內(nèi)部的停機(jī)密封。它們由一個靜止部件與一個移動部件組成，依靠兩個部件配合面之間的緊密貼合來建立密封屏障，實(shí)現(xiàn)對流體介質(zhì)的密封。檢修密封由檢修密封體與泵軸軸肩之間的雙錐度端面實(shí)現(xiàn)對冷卻劑的密封。其的靜止部件為檢修密封環(huán)，移動部件為泵軸，過流介質(zhì)為軸封冷卻水。正常運(yùn)行狀態(tài)，軸封冷卻水可以順利通過檢修密封環(huán)與泵軸密封面之間的間隙；當(dāng)機(jī)組需要檢修且不需要將泵軸移出時，泵軸下降到檢修密封法蘭面上以密封一回路介質(zhì)。停機(jī)密封僅用于主泵停機(jī)時的壓緊密封，采用氣動關(guān)閉。停機(jī)密封置于軸密封的第三級密封之上。如果發(fā)生軸密封損害或者嚴(yán)重的注入水故障，停機(jī)密封作為最后的屏障，將起到防止核反應(yīng)堆主冷卻劑泄漏的作用。它的靜止部件為停機(jī)密封環(huán)，移動部件為移動環(huán)，過流介質(zhì)為軸封冷卻水。主泵運(yùn)行期間，依靠壓緊彈簧的預(yù)緊力將移動環(huán)推開，軸封冷卻水可以自由通過停機(jī)密封。在核主泵的轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后，移動環(huán)在氮?dú)獾耐苿酉孪蛏弦苿樱敝烈苿迎h(huán)上的O型圈與停機(jī)密封環(huán)壓緊，實(shí)現(xiàn)密封主冷卻劑的作用。

3　主泵部件質(zhì)量缺陷原因分析

3.1焊接結(jié)構(gòu)件。為了在有限的空間內(nèi)實(shí)行盡可能多的功能，上下電機(jī)支座內(nèi)部隔離出多個功能區(qū)域，這些區(qū)域中存在大量封閉、半封閉區(qū)域。給生產(chǎn)、檢查、清潔都工作造成了較大困難，處理不當(dāng)很容易導(dǎo)致潤滑油箱泄漏、油管路堵塞、法蘭管嘴錯位等嚴(yán)重的質(zhì)量問題。分析原因是：（1）對電機(jī)支座后續(xù)作業(yè)的影響程度認(rèn)識不足。電機(jī)支座大量采用焊接，會產(chǎn)生一定的焊接變形、焊縫過高等現(xiàn)象。給油冷卻器、頂泄油泵等部件的裝配位置干涉、尺寸不匹配、法蘭對中錯位等困難。局部、反復(fù)多次、嘗試性的漸進(jìn)式返修處理往往會對總的返修量產(chǎn)生誤判，進(jìn)而忽視或降低檢查標(biāo)準(zhǔn)。（2）裝配過程中的清潔、防護(hù)不到位，造成返修殘余物、外界異物進(jìn)入電機(jī)支座內(nèi)部，導(dǎo)致管道堵塞或影響油品質(zhì)。

3.2 組合體部件。部分主泵組合部件均需要經(jīng)過螺栓緊固來發(fā)揮作用，但一些潛在的因素會導(dǎo)致部件表面的緊固位置留下劃痕、起毛、缺肉等擠壓缺陷，對承壓部件的表面質(zhì)量、拆裝可重復(fù)性、甚至是部件質(zhì)量造成影響。分析原因是：（1）承壓表面加工質(zhì)量不高，存在刀痕粗糙、鱗刺現(xiàn)象、劃傷、拉毛等情況。（2）配合表面未清理干凈，存在高硬度異物顆粒。（3）緊固力矩設(shè)定或緊固過程操作不符合操作手冊要求。（4）裝配計(jì)劃不合理，出現(xiàn)反復(fù)拆裝情況。

4　焊接結(jié)構(gòu)件

（1）做好焊接結(jié)構(gòu)件階段性產(chǎn)品交驗(yàn)工作。對電機(jī)支座生產(chǎn)階段的質(zhì)量文件檢查和驗(yàn)收檢查，確認(rèn)質(zhì)量計(jì)劃、NCR、遺留項(xiàng)等都已經(jīng)關(guān)閉，杜絕將缺陷帶入后續(xù)生產(chǎn)工序。

（2）做好裝配階段的質(zhì)量跟蹤和監(jiān)督工作。油冷卻器就位時，底部易與電機(jī)支座基座發(fā)生干涉，管嘴易與軸承室油箱管嘴出現(xiàn)錯位現(xiàn)象。返修前必須要有相應(yīng)預(yù)案，處理后實(shí)施全面檢查，防止撕裂、穿孔等隱患，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不受影響。

（3）裝配完畢后，對電機(jī)支座內(nèi)腔室、油管路等部位進(jìn)行全面的清潔和檢查，防止異物進(jìn)入。

結(jié)語

主泵組裝過程是一個工序集中、工作量大、參與人員多、容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的作業(yè)過程，只要樹立牢固的質(zhì)量意識，始終將質(zhì)量控制工作理念貫穿整個組裝過程，保證組裝過程中的產(chǎn)品質(zhì)量。

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