核電工程二回路管道施工的關鍵施工技術

馬新朝

（中國核電工程有限公司 北京 100840）

核電工程二回路管道施工的關鍵施工技術

馬新朝

（中國核電工程有限公司 北京 100840）

本文通過對M310堆型二回路的VVP(主蒸汽系統(tǒng)Main Steam System)及ARE(Feedwater Flow Control給水流量控制系統(tǒng)，即主給水)系統(tǒng)施工過程中所發(fā)現(xiàn)的各類施工問題進行了匯總和總結，指出了重點施工技術，提煉出了二回路管道施工的關鍵控制點及關鍵施工技術。關鍵施工技術主要控制在以下幾個方面：U型管卡及鋼索的施工，防甩擊預埋件的安裝，VVP管道焊接與主設備安裝的邏輯關系確定，管道及設備閥門的吊裝和引入，螺栓的施工和設計管理優(yōu)化及質(zhì)保關鍵工序監(jiān)督監(jiān)查。經(jīng)驗的總結，可以核電工程的建設起到關鍵性指導作用，從而可推進核電工程的建設進度。

核電工程 二回路管道 關鍵施工技術

核電的二回路主要系統(tǒng)為VVP及ARE系統(tǒng)管道，由位于反應堆安全殼廠房內(nèi)及安全殼外的超級管道組成，其中主給水及主蒸汽管道的材質(zhì)為P280GH，RCCM-2級，QA1級，VVP及ARE系統(tǒng)管道均需要進行防腐保溫。VVP系統(tǒng)從每臺SG（蒸汽發(fā)生器steam generator頂部引出φ812．8mm的碳鋼管道，工作溫度316℃，保溫厚度160mm，將核蒸氣從核島輸送至常規(guī)島，供主汽輪機及其他用汽設備及系統(tǒng)，主要通過R54區(qū)廊道，經(jīng)主蒸汽隔離閥管廊W10區(qū)，最后進入汽輪機廠房，在這區(qū)段，其壁厚為39mm，機械貫穿件以外接W10區(qū)段的壁厚為46mm（為超級管段）。ARE系統(tǒng)管道管徑為φ406．4mm×21．44mm，R53區(qū)接SG到機械貫穿件材質(zhì)為P280GH，其余為TU42C，其工作溫度為316℃/240℃，保溫厚度110mm。

1 主要施工工藝介紹

圖1 典型核電工程二回路管道施工的工藝流程

在此工藝流程中，須要注重的重點內(nèi)容是測量放線及測量結果的歸零處理，在吊裝運輸?shù)倪^程中須關注的是物項（管件、管道及相應的設備或零部件）的轉運通道確定，部件安裝的過程中重點須關注其安全閥和隔離閥的調(diào)整壓力整定值。

2 關鍵施工技術

2.1 設計改進

●2.1.1 U型管卡的施工（力學計算）

在二回路管道施工過程中，U型管卡的加工設計及施工是一個重要的控制部分，此階段的施工主要是處理好埋件的安裝及分步驟澆灌混凝土，每次施工前的測量施工是重點內(nèi)容，且測量值的準確直接影響后續(xù)的施工，因此，各參建單位要認真測量并復核結果[1]。

設計人員根據(jù)表1，確定U型管卡所用鋼索的長度等參數(shù)，以便正常施工和保證施工質(zhì)量?，F(xiàn)場施工人員針對B1、B2、D1、D2、EF1及EF2等參數(shù)進行實際測量，測量結果按表1進行填寫，完成后報設計院進行審查和確認，此項工作完成后進行U型桿的制造。

表1 安裝尺寸測量參數(shù)表[2]

●2.1.2 鋼結構配套修改

對于配套鋼結構，主要是L817房間及L847房間的吊車軌道高度的升高修改及鋼結構支撐及牛腿的修改（1#機組L817房間的鋼梁牛腿升高600mm），以增大并符合13t起重機的起降行程，從而在施工過程中能順利完成連接廠房二回路主蒸汽隔離閥、安全閥及超級管道的倒運和吊裝，并給管道安裝提供相應的輔助安裝支撐或吊裝穩(wěn)定性保證，在后續(xù)核電站的運行檢修過程用以倒運相應的物項。

●2.1.3 檢驗方法優(yōu)化

在焊接接頭的檢驗方面，注重對于射線插套焊縫的優(yōu)化，首先須做到檢測方法可達，對于難以用RT進行檢驗的焊接接頭，用多層層間PT的方法，代替RT，同時，優(yōu)化其合格標準；第二，可以采取UT及RT的方法對焊接接頭進行對比檢查，使不同比例來彌補相應的不足，以便于能準確發(fā)現(xiàn)缺陷；第三，對于主蒸汽管、隔離閥等管徑大、壁厚大的對接焊，為保證焊接質(zhì)量，可增加半厚度（15～20mm）處的過程RT，以便及時發(fā)現(xiàn)缺陷及時進行處理。

圖2 典型核電工程二回路管道施工的工藝流程布置簡圖

2.2 施工邏輯及其影響因素的處理

●2.2.1 防甩擊預埋件的安裝

主要是主蒸汽橫向限制件及主給水橫向限制件的施工。該構件的施工，要注重混凝土澆灌施工及螺栓安裝施工，混凝土澆灌前應將套筒與側向支撐的底板焊接在一起，安裝好錨固螺栓后澆筑混凝土，在混凝土凝固后應預緊錨固螺栓，注重螺栓的預緊次序；用液壓螺栓位伸器拉緊螺栓（共3排6組螺栓，中間從上至下，然后對角線進行緊固。以確保其數(shù)據(jù)準確），保持錨固螺栓的殘余預緊力為170×104N（錨固螺栓的預緊分3個步驟：預緊至要求值的50%；預緊至要求值的110%；旋緊螺母，在48h和1個月后檢查殘余載荷并適時調(diào)整）

●2.2.2 管道防甩擊件的安裝

方家山核電工程1#、2#機組二回路管道防甩擊件的統(tǒng)計情況見表2。

表2 方家山核電1#、2#機組的二回路管道防甩擊件數(shù)量

關于VVP/ARE防甩擊件，19個已完成灌漿13個（灌漿養(yǎng)護28天），拉伸完1個，6個在月底前拉伸完成（第一次到最后一次——3次）需要一個月；最后一次灌漿完成后1個月進行螺栓拉伸施工（此施工經(jīng)驗將1#機的經(jīng)驗反饋至2#機組的施工中，其中主蒸汽共13個；主給水6個），記錄好螺栓拉伸的力矩值。

安裝時機：二回路水壓試驗完成后1月內(nèi)熱態(tài)功能試驗前（如熱態(tài)試驗分2階段實施，則在第1階段第二次熱試結束后）實施。該工作由常規(guī)島安裝該部件的安裝單位（如浙江火電建設公司ZTPC）全部將測量數(shù)據(jù)報設計院確認，以便安排鋼索制造商根據(jù)測量數(shù)值進行鋼索的制造。

ARE特殊防甩擊件（鋼索）由以下部件組成：基座，通過錨固螺栓固定于反應堆廠房內(nèi)環(huán)墻；錨固螺栓，用于固定基座；銷軸及鋼索，安裝于基座上；一些用于基座安裝、定位、二次灌漿的輔助螺栓、密封板及套管等部件。

ARE特殊防甩擊件（鋼索）安裝順序為：管道安裝→參數(shù)測量→安裝基座→安裝保護套管→調(diào)整底板及保護套管位置→二次灌漿前檢查→二次灌漿→二次灌漿后檢查→安裝調(diào)整墊鐵→安裝鋼索→螺栓預緊→安裝完成后檢查。與U型桿設計原理類似，考慮到現(xiàn)場施工的影響，鋼索不隨防甩擊件一同供貨，待現(xiàn)場管道安裝完成后進行參數(shù)測量，管道安裝后檢查測量出的參數(shù)是鋼索尺寸加工的依據(jù)。

鋼索的制造，需要先做鋼索的纏繞試驗，著重考察其旋轉方向是否與防甩擊件施工時大螺栓擰緊時的力矩相一致，以防止在終擰時而將鋼索放松。

●2.2.3 核輔助廠房鋼結構的施工鋼結構的施工

二回路中的主要鋼結構施工，重點側于LX廠房外的15．450m、18．650m及23．250m標高處的抗甩擊件的安裝，該構件是防止蒸汽管道破裂時的安全保護裝置，它是由鋼框架及楔形物組成，鋼框架采用60mm、40mm、30mm、25mm的鋼板焊接而成，楔形件為5～80mm的鋼板[3]。在LX廠房+15．450m安裝三個鋼框架，留有三個預留孔洞，與預埋件焊接；+18．650m及23．250m處各安裝二個鋼框架C3及C4，鋼框架C3通過上下兩排迪威達鋼筋與預埋件相連，鋼框架C3與C4通過M24的高強螺栓連接[4]。

表3 二回路抗甩裝置的主要參數(shù)

在抗甩擊裝置鋼結構施工過程中，最重要的控制工序是鋼柱的迪威達鋼筋的施工，一是控制其施工時機，二是控制其施工方法；三是控制高強螺栓的施工工藝。

在其施工的重要控制點：LX抗甩擊裝置的安裝需要根據(jù)管道的安裝時間而定，因此，需要制定嚴密的管道施工進度計劃。

高強螺栓的施工控制點：首先進行連接副預拉力復驗和摩擦面的抗滑移系數(shù)檢驗，抗滑移系數(shù)檢驗用的3套試件與所代表構件須為同一材質(zhì)、同批號制作、同一性能等能級，同一直徑的高強螺栓連接副，以便檢驗其安裝條件的符合性。注重高強螺栓施工時的摩擦面的干燥情況驗證。對于螺栓的緊固擰緊注重施工扭矩的驗證，初擰扭矩為施工扭矩的50%，復擰扭矩等于初擰扭矩，并按一定的順序進行施工扭轉，螺栓群由中央按順序向外擰緊，初擰與終擰在同一天內(nèi)完成。

●2.2.4 吊車的安裝

1）安裝工藝流程

設備檢驗及交接——設備基礎復測及放線——軌道安裝前符合性檢查及安裝——軌道安裝固定及附屬裝置安裝——起重機地面組裝——吊裝就位（設備的定位及調(diào)整）——設備涂層的修補（設備保護及現(xiàn)場清理）——設備試運轉

吊車的安裝，主要按照吊車的安裝工藝流程進行過程控制，在實際的施工過程中，主要控制點按以下幾個方面進行：

（1）設備的基礎復測及放線

依據(jù)相關技術規(guī)定及施工圖的要求，檢查吊車的基礎坐標位置、標高、表面平整度；根據(jù)施工圖復測土建的設備基礎標高，中心軸線位置是否符合要求，以便與設備的施工圖標高相比較，做到基礎誤差歸零；采用不同規(guī)格的墊板來保證設備與基礎接觸平穩(wěn)，滿足小吊車的安裝基準線與設備安裝施工圖相吻合，控制好±2mm；按測量結果正確放線。

（2）軌道梁及軌道安裝

在軌道梁及軌道安裝前，必須做好符合性檢查，以保證軌道的安裝精度符合設計及后續(xù)的使用要求。主要控制好軌道梁跨度偏差；按ΔS=±[3+0．25（S-10）] mm的計算并控制，最大不得超過±15mm；調(diào)整時根據(jù)圖紙及設計要求，使用螺栓或焊接的方法將軌道梁或軌道固定在設備基礎上，梁的水平度滿足以下要求：

①沿梁長度方向，間隔2m的兩點之間的標高差≤1mm；

②軌道梁橫截面的傾斜度≤0．3%b；軌道梁兩端的標高差≤1/5000L（b——軌道寬度，mm；L——軌道全長，mm）；

③兩軌道間的標高差≤0．1%起重機跨度；

④軌道梁接頭兩軌道連接時，垂直方向和水平方向的錯位應小于1mm，伸縮處的間隙允許偏差為±1 mm；

⑤軌道標高，軌道頂面基準點的標高相對于設計標高允許偏差，橋式起重機為±10mm，梁式起重機為±5mm；

⑥彎曲度每2m測量，彎曲度≤1mm

（3）吊車試轉前主要檢查控制點

電動系統(tǒng)、安全聯(lián)鎖裝置、制動器、控制器、照明和信號系統(tǒng)的安裝要符合要求，且動作靈敏準確可靠，速度不能忽大忽小，控制不靈；鋼絲繩端部的固定應正確可靠，且在吊鉤、取物裝置、滑輪組和卷筒上的纏繞應正確可靠；各潤滑點及減速器所施加的潤滑油的性能、規(guī)格和數(shù)量應符合設計文件的規(guī)定，且油的化學性能成分檢測合格；手動盤車的各機構應手動盤車，使轉動系統(tǒng)中最后一根軸旋轉一周以上，不應有卡滯現(xiàn)象。

2）吊車合格試驗

吊車合格試驗為整個安裝活動的重點內(nèi)容，分為主機構合格試驗及載荷試驗和主機構及電葫蘆載荷試驗。

（1）主機構合格試驗：第一次提升載荷為0．75倍額定載荷，吊鉤做起升試運轉；第二次加載至額定載荷，做提升試運轉，且使吊車在全行程上往返運行數(shù)次，各部位應無異?，F(xiàn)象；卸載后全面檢查，起重機及其運行軌道應無裂紋、焊縫開裂、油漆脫落及其他影響安全的損壞或松動等缺陷，該項試驗不超過3次。

（2）靜載試驗：加載至1．5倍額定載荷，吊鉤做無沖擊提升，在離地面100～200mm處懸吊停留超過10min后，應無失穩(wěn)現(xiàn)象，卸載后全面檢查，起重機及其運行軌道應無裂紋、焊縫開裂、油漆脫落及其他影響安全的損壞或松動等缺陷，該項試驗不超過3次。

（3）吊車主機構及電葫蘆的動載荷試運轉：①各機構的動載試運轉應分別進行；②吊車各機構的動載試運轉應在全行程上進行，起吊重量應為額定起重量的1．2倍，累計起動及運行時間不少于1h。各機構動作應以靈敏、平穩(wěn)、可靠，安全保護和限位裝置開關的動作應準確、可靠。

●2.2.5 吊裝施工

1）二回路吊裝物項的規(guī)格及參數(shù)

方家山2#機組關于L847房間需要引入的構件清單及重量，13t吊車的問題需要關注（吊車的起重升降量程空間不足的問題，設計原因），具體的清單見表4。

超級管道最重的7460kg，最長的4950mm，貫穿件最小的φ813×2344，φ885×1678，橫向限制件（2502×3000×2340）6塊，3臺主蒸汽隔離閥（分別為2VVP001VV，2VVP002VV，2VVP003VV尺寸均為4400×1220，重7300kg）歷時較長，其特點是大、重、長，因此需要注重對于安裝邏輯的控制和對于引入存放空間的確定。

L817/L847房間的主要構成：東西兩側為防龍卷風格柵角鋼焊接墻體，墻體底部為迪威達鋼筋結構，需要對地基礎進行二次灌漿及螺栓拉伸，一旦墻體施工完成，則吊裝通道被封死，無法吊運；南北兩側為鋼柱型鋼結構，鋼柱設計有牛腿，用于安裝13t吊車，吊車是安裝期間用于吊裝上表中的吊裝物項，運行檢修期間則用于吊裝相應物項，安裝此吊裝設備是二回路管道施工的關鍵控制點。

在此鋼結構的施工，必須要調(diào)整相應的施工工序，即，土建單位在施工鋼結構時，要考慮安裝物項的施工通道，首先要做好屋頂鋼梁及框架的施工，先施工鋼柱，注意必須保證東西兩側抗龍卷風墻的施工，該基礎的迪威達鋼筋不能先張拉，在框架結構施工完成、二回路所有構件吊裝進入后才可以施工；其次，做好對于吊車梁鋼柱的施工，安裝牛腿，對牛腿的安裝情況進行驗證，合格后用塔吊吊裝13t起重機吊車梁及相應的部件，并及時對吊車進行試運轉和性能試驗，盡早具備使用條件；最后，做鋼結構蓋板的蓋裝工作。

表4 二回路吊裝物項的規(guī)格及參數(shù)[5]

2）與吊裝設備的布置處理

緩慢提升起重機，將起重機吊離地面100～200 mm時，仔細檢查吊繩、卸扣、吊耳部位及各關鍵部位的受力情況，檢查起重機的平衡情況，合格后繼續(xù)提升起重機，將設備吊裝至安裝位置上空，下降時，由起重工作人員引導緩慢降落，隨時對起重機的安裝方位進行調(diào)整，以免與周圍鋼結構及物項相碰撞，當降至軌道上方時，放置起重機本體，使設備行走車輪安全平穩(wěn)安放在運行軌道上。

起重設備的正常運轉是保證對二回路安裝管件及閥門安裝的前提，一方面可以用該起重機作為輔助工具來調(diào)整管件及閥門的裝配、及布置這些管件及閥門；另一方面是在焊接及熱處理過程中，能順利吊裝相應的安裝設備如焊機及熱處理設備；同時在焊接過程中可以做為起吊輔助工具來預防焊接變形。

在吊裝過程中，要注重對于鋼結構蓋板的倒運工作，在提升后的13t吊車正常使用后，可按需要打開相應房間的蓋板，以保證該房間內(nèi)的吊裝物項如超級管道、隔離閥、安全閥的準確吊入，在吊入后及時調(diào)整并焊接安裝，吊入后及時蓋上蓋板并做好防雨措施，減小對主蒸汽隔離閥的雨水損害。

●2.2.6 管道支吊架及附件的施工

管道支吊架的施工，關鍵注重對于無預埋件的支吊架的施工或由于預埋件偏差較大的支吊架的施工。對于有預埋件的支吊架在焊接安裝前要檢查并復核土建的預埋件位置是否符合圖紙的安裝要求，如不符合則可以采取焊接回大埋件來滿足；無預埋件的支吊架要根據(jù)支吊架圖紙的坐標在建筑結構上先標記出垂直及水平中心線，定位出需要打膨脹螺栓的位置，在鉆孔前用鋼筋探測儀對鉆孔范圍探測，如在鉆孔位置探測到鋼筋，且不滿足布置誤差時，向設計部門提出設計變更，鉆孔合格后，用膨脹螺栓安裝相應的埋板及支吊架。

阻尼器的施工時應注重對于阻尼器的安裝時機，應在管道全部安裝完畢并經(jīng)調(diào)整和支承之后，且在冷態(tài)試驗和熱態(tài)試驗期間，經(jīng)檢驗合格后安裝；阻尼器連接件U型卡的定位必須滿足管道能在管道中心線的垂直方移動；安裝阻尼器應通過行程和調(diào)節(jié)余量來調(diào)節(jié)支座銷軸之間的長度（一般為±25mm），以避免引起附加應力。

恒力或彈簧支吊架的安裝應按支承管道熱載荷校正；支架的調(diào)整和安裝應在彈簧鎖緊的狀態(tài)下進行；在管道水壓試驗期間，支架彈簧應鎖緊；系統(tǒng)調(diào)試期間，管道承受載荷時應根據(jù)試驗的要求放開彈簧鎖緊裝置。

2.3 核島內(nèi)的施工

●2.3.1 施工邏輯調(diào)整

1）與主設備的施工關系分析

蒸汽發(fā)生器頂部的VVP管道的接口焊縫的焊接主要要解決此焊縫何時焊接的問題——即究竟是主管道焊口先焊接還是蒸汽發(fā)生器頂部管道接口焊縫及波動管與主設備焊口先焊的施工邏輯確定。

方家山核電按照1#機組ARE和VVP管道安裝及既往項目的經(jīng)驗，ARE主給水止回閥后管段隨蒸汽發(fā)生器、VVP連體進行爆破吹掃，邏輯施工順序必須從蒸發(fā)器接口延伸調(diào)整至止回閥位置；VVP管道最大也只能僅保留蒸汽發(fā)生器頂部設備接口好頂部彎頭接口，且必須要自蒸汽發(fā)生器向管道方向的邏輯施工順序調(diào)整安裝。

ARE、VVP蒸汽發(fā)生器現(xiàn)階段接口需求。2#機組ARE、VVP管道結合現(xiàn)今的施工狀態(tài)和正常的施工邏輯順序要求，如蒸汽發(fā)生器不能移交，管道安裝ARE將停滯在止回閥到蒸發(fā)器間共計12道16＂主口、VVP管道設備接口和彎頭接口共計6道32＂焊口不能安裝。

該主口工程量加之支管、插塞及支吊架完善最少需求一個月絕對工期。

一環(huán)VVP。環(huán)焊縫M22、M19安裝焊接中，環(huán)焊縫M1、M2、M3、M5需求蒸汽發(fā)生器移交管道安裝[3]，見圖3。

一環(huán)ARE。環(huán)焊縫M33施工準備中。蒸發(fā)器到止回閥1ARE040VL需求蒸汽發(fā)生器移交管道安裝，焊縫M63、M61、M55、M44（圖紙07062R53BZS03-003），見圖4。

圖3 VVP核島內(nèi)與SG的接管圖

圖4 ARE核島內(nèi)與SG的接管圖

根據(jù)施工進度計劃2013年10月22號開始主管道過渡段1環(huán)坡口加工，11月6號具備焊接條件（先焊接1U4至15mm后，組對1U2和1U6），12月3號1環(huán)過渡段焊接完成；10月25號開始主管道過渡段2環(huán)坡口加工，11月9號具備焊接條件（先焊接2U4至15mm后，組對2U2和2U6），12月8號2環(huán)過渡段焊接完成；11月3號開始主管道3環(huán)過渡段坡口加工，11月17號具備焊接條件（先焊接3U4至15mm后，組對3U2和3U6），12月14號3環(huán)過渡段焊接完成，分析其關鍵線路，按以往核電施工的經(jīng)驗，此種施工已造成施工進度滯后的現(xiàn)狀。

按目前主管道過渡段坡口已經(jīng)開始加工的情況分析，是以目前未焊接二回路管道接管的情況下測量的數(shù)據(jù)，如主管道過渡段與蒸汽發(fā)生器二回路VVP、ARE管道同時施工，二回路管道焊接時可能會使蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生一定的位移，造成與目前主設備測量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差?？赡軙斐赡壳凹庸ず玫闹鞴艿肋^渡段組對無法達到自動焊的精度要求。

2）矛盾處理

針對此問題，CNPE施工管理部組織核動力研究設計院、監(jiān)理公司及核電建設相關專家，對VVP管道施工及主設備就位及焊接的技術管理情況進行分析及研討，由蒸汽發(fā)生器的總重相對于VVP頂部施工時的焊接接應力及焊接變形收縮相對來說不變的特點，與會專家對焊接的收縮情況及蒸汽發(fā)生器管嘴與主管道焊接的收縮量進行分析，并認真分析了各核電站VVP管道焊接后，最終SG的測量數(shù)據(jù)未變化的結果，得出主設備管嘴的焊接不影響其頂部VVP管焊口焊接的結論。

綜合以上分析，主管道焊口先焊接還是蒸汽發(fā)生器頂部管道接口焊縫及波動管與主設備焊口先焊的施工邏輯基本沒有影響，可以同時焊接。對于與穩(wěn)壓器所連接的波動管，亦沒有太大的影響，此項工作的完成，可大大促進核電工程二回路管道的施工。

●2.3.2 土建構筑物與安裝物項的協(xié)調(diào)

施工中墻體與管道及支架的沖突事宜，需要進行妥協(xié)讓步處理，此工序是調(diào)整核島內(nèi)施工的一項重要內(nèi)容，在處理此項任務時，須要用鋼筋探測儀進行鋼筋位置確定，判定是否能開孔或是能安裝膨脹螺栓進行預埋板安裝，設計人員要及時給出處理意見。

在土建施工過程中，須要注重對于設備及管材相應運輸通道的暢通，不能只顧土建的施工進度而未考慮安裝施工進度，要全局性考慮整個工程的進度：核島內(nèi)的鋼結構平臺施工要為核島內(nèi)設備及管道的引入創(chuàng)造條件；核島外聯(lián)接廠房及常規(guī)島的安裝要考慮工序間的搭接關系，從而優(yōu)化施工。

2.4 其他關鍵影響因素的控制

主蒸汽橫向限制件的施工，由于安裝零件和工序較多，同時還涉及到土建灌漿，安裝時間比較長。

在此施工過程中，須要注重對于已安裝零件及部件的成品保護，可采取包裹、覆蓋、隔離等施工措施來保證其精度。

工程施工由于產(chǎn)生NCR，而對NCR的產(chǎn)生原因分析不到位所引起的審查時間及NNSA監(jiān)督管理要求的落實時持續(xù)時間較長對工程的影響。

3 焊接施工關鍵技術[6]

3.1 焊縫布置及排版圖

管道的焊接，需要提供焊縫布置圖，在焊縫布置圖中標明焊口的位置信息，焊工鋼印號等信息，焊接時間等內(nèi)容，與產(chǎn)品的實際相符合，同時與焊接記錄相一致。

3.2 管道、附件、輔件的焊接及熱處理技術

管道的焊接可經(jīng)過2GT和5G1T兩個焊接位置進行工藝評定，并采取全熔透T型接頭的型式試驗評定角接接頭的焊接工藝，筆者確定了其焊接工藝生產(chǎn)的實際參數(shù)和方法。采用氬-電聯(lián)焊方法，即，GTAW：打底為60～115A，填充時為77～138A；SMAW：填充為128～170A，蓋面為145～170A。電源極性：直流正接。

關注異種鋼的焊接工藝評定及焊工考試及熱處理，它與管道對接及插套的工藝參數(shù)略有不同。

●3.2.1 管道的焊接

管道的焊接，側重于對管道組對的控制：一是減小焊口的焊接錯邊量的控制；二是控制好管道的坡口形式，如V型與U型坡口的對接；三是控制好插入式全熔透焊道打底部分的焊接。

●3.2.2 射線插塞的焊接

插塞即角接接頭的焊接，采取全熔透T型接頭的型式試驗評定合格后所形成的焊接工藝規(guī)程。采用氬-電聯(lián)焊方法，即，GTAW：打底為60～115A，填充時為77～138A；SMAW：填充為128～170A，蓋面為145～170A。電源極性：直流正接。

●3.2.3 管道與閥門及接管嘴的焊接

1）注重異種鋼的焊接工藝評定及焊工考試

二回路施工過程中，異種鋼的焊接主要反映在SG蒸汽發(fā)生器給水接管嘴18MnD5焊接工藝評定及焊工考試的問題。在評定時需要準備約0．9m的HAF III類材料，其規(guī)格為φ406．4×21．44mm。在實際的安裝前要檢查其焊接工藝評定報告的覆蓋性，如缺少完整的評定報告，此時需要進行評定及焊工的單獨考試，以滿足HAF603的要求。

采取氬電聯(lián)焊方法進行：焊絲型號：ER70S-6；焊條E7018，保護氣體Ar≥99．99%，正面流量＞13．5L/min；對接及角接。

熱處理：預熱溫度150～300℃；后熱溫度300～400℃后熱恒溫時間≥1h；焊后熱處理恒溫溫度640±10℃，恒溫時間≤6h；焊后熱處理溫度≥300℃，焊后熱處理升/降速度≤220℃/h；層間溫度：150～300℃

圖5 焊接熱處理工藝曲線（焊后去應力熱處理曲線）

焊接工藝參數(shù)：點焊68A～109A；第一焊道：68A～109A，填充焊道77A～138A（φ2．0mm）；填充焊道79A～135A（φ3．2mm）填充焊道111A～167A（φ4．0mm）

在異種鋼的焊接過程中，最重要的控制技術為焊接預熱及焊接工藝的執(zhí)行情況，整個焊接及熱處理過程要做好對于先決條件的選擇，保證使用的焊材正確，工藝符合，熱處理時間正常。

2）閥門的焊接

閥門（主蒸汽/主給水隔離閥、安全閥等）的安裝需要遵守廠家的安裝技術要求；調(diào)整好管道的坡度、坐標、標高、垂直度調(diào)整好介質(zhì)流向，閥門的安裝方向符合圖紙要求，采用臨時支承措施固定牢靠；焊前需要開啟閥門，嚴禁越過閥體接地線焊接。

●3.2.4熱處理

熱處理分為對接管的工藝參數(shù)及管板的熱處理工藝參數(shù)兩大類，其焊接熱處理曲線可由圖5所示（前者為對接管的熱處理工藝參數(shù)，后者為支管全熔透角接接頭的熱處理工藝參數(shù)）。

1）預熱、層間溫度及后熱參數(shù)

焊前預熱及后熱是防止厚板構件、低合金鋼和中合金鋼接頭焊接裂紋產(chǎn)生的最有效的措施之一，是決定接頭致密性和性能的重要因素，主蒸汽、主給水管道預熱溫度為130℃；層間溫度為125～250℃，后熱溫度300℃，后熱保溫為時間1h～2h。

2）去應力熱處理參數(shù)

去應力熱處理的主要作用是降低殘余應力和提高焊接接頭的力學性能。熱處理去應力退火時退火溫度＜A1（A1共析轉變線，加熱時珠光體（滲碳體）開始轉變成奧氏體的溫度），因此，鋼的去應力主要是保溫緩冷過程消除，并無組織變化。本工藝消除應力熱處理溫度為605±5℃；保溫時間為1h。而焊接工藝評定時，對于每種消除應力熱處理的加熱溫度，其保溫時間應始終大于實際生產(chǎn)中累計保溫時間的80%，考慮到實際中最多允許二次返修，則在焊接工藝評定中，保溫時間為t≥（1h+1h+1h）×80%＝2．4h（焊接見證件與實際相同為1h）。開始施工單位制定的保溫時間為（1h+1h）×80%＝1．6h，而未考慮到二次返修。而實際車間預制過程中，主給水的一管座焊縫就出現(xiàn)了二次返修的情況。升溫時，焊縫溫度在300℃以下可快速升溫；降溫時，焊縫溫度冷至300℃以下時不再控制降溫速度，自然冷卻。

3）后熱

焊接應盡量連續(xù)完成，但由于管道規(guī)格較大，一道焊口難以保證在當天焊接完成或者因特殊原因而停止施焊時，應在停焊后立即進行后熱處理。質(zhì)控人員一定得注重對于后熱溫度及保溫時間的正確性，一方面溫度不能過大，另一方面，保溫時間不能太長；使其滿足焊接工藝規(guī)程的要求。

4）去應力熱處理

焊接完成后，如無特殊原因，應立即進行焊后去應力熱處理。熱處理操作人員嚴格按照要求進行操作，并記錄熱處理工作曲線，觀測熱處理曲線狀況，防止出現(xiàn)意外。監(jiān)理人員要定期，不定期的進行見證及巡檢，并觀察熱處理曲線，以便發(fā)現(xiàn)問題及時進行處理。

5）實際問題的處理

在支管的熱處理施工中，發(fā)生過由于加熱設備的問題，在加熱溫度升高至570℃左右后，不再上升和加熱過程中的突然斷電兩起事件，施工管理人員及技術人員要果斷處理：一方面要求及時更換加熱帶，另一方面及時有效地督促相關人員進行電源及線路整改，第三，要求施工單位進行熱處理曲線裝置的修理，及時補充熱處理曲線，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3 焊接檢驗

●3.3.1 鋼結構的現(xiàn)場安裝焊縫的檢驗

對全熔透角接接頭的檢驗：1）應針對構件端部與預埋件焊縫（構件C3、C5端部與預埋件焊縫）焊接前后對焊縫兩側各400mm范圍內(nèi)的母材進行UT，確保該區(qū)域無缺陷（此檢驗區(qū)域?qū)⑹躗向應力，須重點檢查），對于其余與預埋件相連的角焊縫焊喉Hf=20mm，應在焊接過程中采用分層PT的方法進行檢驗，以保證每層焊接時無缺陷（以層間PT代替全熔透的UT，因無條件進行UT）；2）注重對于角焊縫焊喉Hf=20mm的規(guī)范性檢查，保證焊腳尺寸（此時焊腳）滿足要求；3）對Q390C所形成的焊縫，必須在焊接完成后的24h后進行相應的無損檢測，以防止延遲裂紋的產(chǎn)生，對返修后的焊縫，須在返修完成48h后進行。

●3.3.2 焊接接頭的檢驗

主蒸汽、主給水管道的無損檢驗按照技術規(guī)格書進行。對于主蒸汽管、隔離閥等管徑大、壁厚大的對接焊，為保證焊接質(zhì)量，可增加半厚度（15～20mm）處的過程RT。因此，在半厚度處焊縫需增加后熱，RT合格后重新進行預熱。對于每個焊口的RT檢查結果，工程管理人員及監(jiān)理工程師都須進行及時跟蹤確認，保證不留隱患。

●3.3.3 檢驗報告及施工記錄的審查

對檢驗報告、無損檢驗及見證件的理化檢驗報告均要從時間邏輯、工序邏輯及空間邏輯上進行審查，主要檢查焊縫的抽檢比例是否滿足要求，施工記錄是否完整，報告中的缺陷記錄是否完整準確等情況，以保證資料的及時、正確和完整性。

4 質(zhì)保管理

4.1 程序的執(zhí)行

在核電二回路的施工過程中，其關鍵的管理技術也應關注對于程序的執(zhí)行，質(zhì)保部門應針對關鍵施工節(jié)點對施工過程進行監(jiān)督和監(jiān)查，制定專項監(jiān)督/查計劃，按計劃實施，如對迪威達鋼筋的張拉施工、主蒸汽隔離閥的安裝、安全閥的壓力值整定及安裝過程、VVP及ARE管道的焊接啟動和組對等關鍵點和工序進行監(jiān)督，以及時發(fā)現(xiàn)問題及時要求糾正[6]。

4.2 NCR的管理

在NCR的管理方面，一定要按照其對不符合程度的處理方案進行NCR分類判定（按處理方案“照用、返工、修理、報廢和退貨”5種形式進行確定），具體應用某種處理方案須視具體的問題進行具體對待，以保證其處理的及時有效。

具備開啟不符合項的物項，均要按照不符合項的處理流程和辦法進行處理。在建安過程中開啟不符合項均是由責任主體單位開啟，監(jiān)理公司、建設單位及總包等管理單位對于現(xiàn)場監(jiān)督檢查時發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，可按照相應的程序發(fā)布不符合項通知，要求施工單位按具體物項的分級開啟相應的不符合項進行處理；施工單位對于本單位發(fā)現(xiàn)的不符合項，可按照相應程序自行開啟NCR進行處理，所有的NCR均要進行關閉前的驗證。

對于在二回路施工過程中，須做好對于NCR的管理，首先要審查好NCR的名稱，然后要正確分析NCR的產(chǎn)生原因，從根本原因上仔細分析清楚，以便能更好的制定處理方案，并接受核安全局的檢查。

4.3 經(jīng)驗反饋

由于二回路的施工是一個持續(xù)時間長，工作量大，涉及的施工工序多（土建主體結構施工、鋼結構施工、吊車等起重設備安裝及輔助安裝施工、焊接、無損檢測、機械施工、保溫施工，重大設備就位等工種），在施工人員、施工先決條件的準備方面、施工時機的把握、設備管道材料準備方面如運輸通道的具備等某一個環(huán)節(jié)，如稍不注意，則會影響整個回路的施工，因此，必須做好施工的經(jīng)驗反饋工作。重點要關注施工過程中出現(xiàn)的各類質(zhì)量問題和影響施工的影響因素，特別要注意以下幾個方面：

1）注重設計變更管理，注重現(xiàn)場物項的施工沖突，及時解決現(xiàn)場由于管道與支架安裝時的沖突問題；

2）注重對于土建與安裝的協(xié)調(diào)，注重對于土建鋼結構與起重設備的安裝邏輯，注重保持對于安裝物項的運輸通道的暢通和先決條件準備；

3）注重安裝設備、管道的標識及標記問題，特別是主蒸汽安全閥的閥體及銘牌標識的統(tǒng)一性，壓力值整定問題；

4）注重無損檢測報告的完整性，如主給水射線插塞的PT報告及檢測的及時性；

5）注重對于一環(huán)、二環(huán)及三個環(huán)回路的施工人力投入及管道與主設備的安裝順序問題；

6）注重對于主蒸汽及主給水橫向限制件的鋼索預制及張拉問題（要注重其鋼索的加工時機及其加工安裝方向），在框架施工時要注重對于管道的預穿符合性檢查；

7）注重焊接及其返修施工方案的確定問題；

8）注重對于廠家制造缺陷的焊接及安裝前檢驗，如主蒸汽隔離閥管嘴坡口的檢查及檢查缺陷的清除；

9）注重對于設計、制造及安裝標準的歸一化處理；

10）注重對于施工記錄的完善。

5 結論

核電二回路管道施工完成才能進行水壓試驗，而水壓試驗完成是熱態(tài)試驗的前提，在此期間，實施阻尼器及相關管道附件的施工，所有工作完成后才能確定相應的施工間隙來實施油漆及后續(xù)的保溫工作，如未能有效完成二回路管道及其附件的施工，則后續(xù)工作將無法正常開展，因此，二回路管道的施工是一個持續(xù)時間長，工序繁多且技術要求很高的一項工作，注重關鍵施工技術的研究是非常重要而且必要！

M310核電機組在二回路管道施工過程中，在主設備SG及壓力容器就位后，核島內(nèi)二回路的VVP及ARE管道的施工，每一個環(huán)路（一環(huán)、二環(huán)及三環(huán)）可以同時進行；核島外的連接廠房的回路施工，可同時進行施工；在后續(xù)核電的建設過程中，工程建設者可以制定相應的進度控制措施，以有效優(yōu)化施工管理及施工工期。

對全熔透角接接頭的檢驗應重點檢查焊縫的熔透性（如C3、C5），對于承載支撐的牛腿上翼緣板承受Z向應力的焊接部位兩側各400mm應進行全部的UT，以保證該區(qū)域無缺陷；多層多道焊時應進行多次分層PT，以及時發(fā)現(xiàn)缺陷及時清除；對于低合金鋼的返修要注重焊后48h的再次檢測；角接接頭應注重熱處理工藝規(guī)程的遵守情況，并對斷電現(xiàn)象做好預控措施。

對于核電二回路關鍵施工技術的分析與介紹，可促進核電建設人員對于二回路管道的安裝特點的熟悉，以便優(yōu)化施工，持續(xù)改進，從而促進核電建造技術更加趨于完善。

[1] 0706G0009 ARE&VVP系統(tǒng)防甩裝置技術規(guī)格書[Z]．中國核電工程有限公司/核工業(yè)第二研究設計院，2008.

[2] 0706AT4207 主蒸汽和主給水管道防甩擊件安裝技術要求[Z]．中國核電工程有限公司/核工業(yè)第二研究設計院，2008.

[3] 07062R53BZS03-003 ARE管道施工圖[Z]．中國核電工程有限公司/核工業(yè)第二研究設計院，2008.

[4] 0706XRX-SBS12 主蒸汽管道防甩擊件安裝及位置圖[Z]．中國核電工程有限公司/核工業(yè)第二研究設計院，2008.

[5] 0706XRX-SBS13 主給水管道防甩擊件安裝及位置圖[Z]．中國核電工程有限公司/核工業(yè)第二研究設計院，2008.

[6] 馬新朝．核電工程焊接監(jiān)理[M]．北京：中國原子能出版社，2014.

The Key Construction Technology in the Secondary Circuit Construction of Nuclear Power Project

Ma Xinchao
(CNNC China Nuclear Power Engineering Co., Ltd. Beijing 100840)

s The papers summarized and concluded various types of construction problems we found in the construction process of VVP and ARE system of the second circuit in M310 nuclear power projects, and extracted the key control points and key construction technology for secondary circuit pipe construction. It was suggested that More attention should be payed on the following aspects: U type pipe and cable construction, anti swing hammer embedded parts installation. VVP pipeline welding logical relationship with the main equipment installation determine, pipeline and valve equipment hoisting and introducing, bolt construction and design management optimizing and quality assurance key process supervision and inspections. The Summary of experience in the construction of nuclear power projects can play a key role in guiding the construction of nuclear power projects, promote the progress of the construction.

Nuclear power engineering The Second circuit pipeline Key construction technology

X924

B

1673-257X（2017）03-0044-11

10．3969/j．issn．1673-257X．2017．03．009

馬新朝(1973～)，男，碩士，研究員，高級工程師，從事核電廠安裝焊接工藝及新技術、無損檢測技術、工程管理及調(diào)試管理等工作。

2016-06-09）