CPR1000型核島主管道坡口加工的質(zhì)量控制

劉劍

摘 要：作為主管道安裝的關(guān)鍵控制性工作，主管道坡口加工必須要攻克各種關(guān)鍵性技術(shù)難題：主管道壁厚不均勻、內(nèi)外經(jīng)不規(guī)則及內(nèi)外表面不平整、坡口加工過程中機(jī)器抖動、人員缺乏相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)等。其中的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性是以往管道安裝過程中所不曾遇見的，為此項目部為提高坡口加工的合格率及解決加工過程中遇到的問題，采取理論指導(dǎo)結(jié)合模擬練習(xí)的雙重措施。文章以陽江5號機(jī)組冷熱段主管道坡口加工為例，著重對主管道安裝中坡口加工階段的質(zhì)量控制進(jìn)行研究，包括質(zhì)量控制目標(biāo)、方法、質(zhì)量風(fēng)險分析等，為6號機(jī)組及后續(xù)項目主管道坡口加工的質(zhì)量管理提供一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：核島；主管道；坡口加工；內(nèi)鏜

1 流程簡介

加工一個坡口基本流程按上面步驟次序完成，三維測量對所有管段整體進(jìn)行，無需單獨(dú)測量。每個坡口對應(yīng)的尺寸略有不同，需按相應(yīng)的坡口尺寸進(jìn)行加工。考慮到管子施工條件不一樣，將按實(shí)際情況選擇內(nèi)卡和外卡兩類坡口機(jī)。每類坡口機(jī)加工工藝有很大的差別，但不影響基本的加工流程。為了保證坡口加工的質(zhì)量，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)對其中重要和關(guān)鍵的步驟進(jìn)行控制。

2 余量切割的控制

為保證切割的質(zhì)量，從方法和人為因素采取以下三種措施進(jìn)行控制：

一是切割管道余量時，根據(jù)上游提供的切割數(shù)據(jù)以管段端面為基準(zhǔn)畫出切割的線，在保證管道有效長度的前提下，從切割線向后40mm畫一條檢查線，記錄切割線到端面的實(shí)測值。此切割線不但能用于指導(dǎo)切割，還能用于檢查切割后的量是否滿足切割的偏差，從而避免切短管子。

二是在切割過程中首先對管段粗切割，保證管道預(yù)留有一定的余量。再運(yùn)用記錄的檢查線到端面實(shí)測值減去切割線到端面的實(shí)測值和要求切割數(shù)據(jù)，計算出需要精切割的余量。

三是切割過程中，為規(guī)避人為因素的風(fēng)險，技術(shù)人員對班組施工人員測量和計算的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，對關(guān)鍵處可引入質(zhì)檢人員第三方檢查。余量切割的大小影響管段的長度，進(jìn)而影響與主設(shè)備的連接距離，造成與其連接的主設(shè)備中心線發(fā)生嚴(yán)重偏離。

3 內(nèi)鏜加工的控制

3.1 在對5號機(jī)主管道冷熱段內(nèi)鏜加工時發(fā)生三起不符合項事件

（1）一環(huán)路冷段內(nèi)鏜加工完成后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)鏜深度r值過大，已超出公差上限值約1mm。（2）一環(huán)路熱段內(nèi)鏜加工在進(jìn)行最后一刀切割時，切割量過大導(dǎo)致內(nèi)徑α超差，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題因及時停機(jī)退刀，避免了更嚴(yán)重的質(zhì)量事件。（3）二環(huán)路熱段最終加工完成后檢查發(fā)現(xiàn)存在弦長155mm的區(qū)域內(nèi)壁厚尺寸不滿足圖紙要求，管口壁厚小于規(guī)定要求，造成此次事件也是由于在內(nèi)鏜加工環(huán)節(jié)引起的。

3.2 不符合項原因分析

內(nèi)鏜加工是沿管道中心軸線軸向進(jìn)刀，每切割一刀退出來，調(diào)整刀具再進(jìn)下一刀，分多次進(jìn)刀直到內(nèi)鏜加工完成，如圖2。在切割第一刀需要通過切割量L來計算軸向的切割深度，后續(xù)進(jìn)刀沒再測量深度值r，直到內(nèi)鏜加工完成后才測量深度值r，同時每一刀的切割量未做具體規(guī)定。針對此種方法進(jìn)行加工出現(xiàn)的不符合事件進(jìn)行了調(diào)查和分析，無論在理論還是實(shí)踐都是唯一且正確的加工方式。出現(xiàn)質(zhì)量失控的原因是多方面的，即有單方面的因素影響，也存在多種原因的重疊效應(yīng)：主管道出廠時管口內(nèi)壁表面不平整，引起每個圓周上會出現(xiàn)L值大小不一致，因L值產(chǎn)生偏差造成由L值計算出來的內(nèi)鏜深度產(chǎn)生偏差。管道內(nèi)外不規(guī)則及壁厚不均勻，內(nèi)鏜切割到薄壁厚處易引起壁厚減薄，最終不滿足要求值。

內(nèi)鏜加工時，因操作的原因及不可控的因素，每進(jìn)一刀可能引起內(nèi)鏜深度產(chǎn)生微小的偏差，而每進(jìn)一刀后缺少對內(nèi)鏜深度必要的校正工作，多次進(jìn)刀后造成誤差累積，最終內(nèi)鏜深度偏離了理論值。

3.3 質(zhì)量控制采取的方法

通過對產(chǎn)生不符合項的原因分析，可以發(fā)現(xiàn)不可控因素是引起質(zhì)量事件的主要原因。提前發(fā)現(xiàn)存在的風(fēng)險及評判，加強(qiáng)過程中質(zhì)量控制是降低質(zhì)量事件發(fā)生率的有效措施。

坡口加工前對管道進(jìn)行外觀、管口的橢圓度和垂直度等參數(shù)進(jìn)行檢查，提前對影響質(zhì)量的因素進(jìn)行分析，并預(yù)判可能產(chǎn)生與實(shí)際要求尺寸的偏差。根據(jù)分析結(jié)果來規(guī)避可能的風(fēng)險，對于無法規(guī)避的風(fēng)險可發(fā)澄清請上游給出處理意見。

編制詳細(xì)的坡口加工操作指示書，對于其中的步驟進(jìn)行細(xì)化和制定相應(yīng)的記錄表格，針對產(chǎn)生偏差的原因制定相應(yīng)的規(guī)避措施，在實(shí)際加工中嚴(yán)格按照指示書中的規(guī)定要求進(jìn)行坡口加工，并對切割的量和相應(yīng)的刀數(shù)記錄在表格中，做到數(shù)據(jù)的可追溯性，從而確保證對產(chǎn)生質(zhì)量事故的原因快速查找及找到解決的方法。

內(nèi)鏜加工時每切割一刀需要對尺寸進(jìn)行測量，比較其與理論值的偏差，并根據(jù)比較的結(jié)果在接下來的切割中調(diào)整刀具的進(jìn)刀量和切割深度，確保每一次進(jìn)刀的時候能夠及時對參數(shù)進(jìn)行校正。同時，技術(shù)人員需要在加工的過程中跟蹤切割過程中的關(guān)鍵點(diǎn)，尤其是計算和測量等技術(shù)性強(qiáng)的工作，加強(qiáng)過程中的實(shí)時監(jiān)控。

4 端面加工的控制

端面坡口為坡口加工的最后一步，也是關(guān)鍵的一步，加工質(zhì)量的好壞決定著坡口的質(zhì)量，為了確保質(zhì)量合格的坡口，需要制定嚴(yán)格的操作方法和預(yù)防措施。

要保證坡口的加工質(zhì)量，需要保證三個水平：一是管道的水平，二是操作平臺的水平，三是安裝到管道過程中坡口機(jī)的水平。

坡口加工時間持續(xù)長，當(dāng)中間時間間隔超過兩小時機(jī)器沒有操作時，需要對坡口機(jī)重新定中心，并使用百分表重新調(diào)整坡口機(jī)的平面度和垂直度。在正式加工前由受過培訓(xùn)的操作人員進(jìn)行坡口加工，加工過程中操作人員要時刻觀察坡口的變化，如有跳刀等異常情況要馬上停機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

端面坡口加工時，采用少量多次進(jìn)刀的原則，即每刀少量切割分多次進(jìn)刀。在首次幾刀切割時，為了保證進(jìn)度，可以放寬每刀的切割量。越往后切割，越接近極限，余量越來越少，為了避免切割偏差引起的質(zhì)量事件，每刀的切割量控制在公差范圍之內(nèi)。

5 結(jié)束語

主管道坡口加工屬于精密度比較高的工作，需要認(rèn)真準(zhǔn)備、進(jìn)行施工、嚴(yán)格控制，使主管道坡口加工順利推進(jìn)。為保證加工質(zhì)量，做到在施工過程中要提前做好質(zhì)量風(fēng)險分析及風(fēng)險預(yù)判，通過理論研究分析和施工實(shí)踐在過程中做好質(zhì)量控制。