AP1000屏蔽電機(jī)主泵關(guān)鍵部件質(zhì)量控制

孫學(xué)森

摘 要：近年來(lái)，國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平呈上升趨勢(shì)發(fā)展，不僅為各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了有利條件，還間接的改善著人們的生活，促進(jìn)著國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。電機(jī)制造領(lǐng)域在國(guó)家的發(fā)展中扮演著非常重要的角色，也是國(guó)家生產(chǎn)與建設(shè)工作順利開(kāi)展的基礎(chǔ)。在近幾年的發(fā)展中，很多電機(jī)制造團(tuán)隊(duì)不斷加強(qiáng)對(duì)AP1000屏蔽電機(jī)研究的重視，并對(duì)其中涉及到的關(guān)鍵部件進(jìn)行了全面的分析與研究，以此來(lái)提高屏蔽電機(jī)整體的質(zhì)量。本篇文章就AP1000屏蔽電機(jī)主泵關(guān)鍵部件質(zhì)量控制方面的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述，希望能對(duì)相關(guān)人士的研究工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：屏蔽電機(jī)；主泵；關(guān)鍵部件；質(zhì)量

主泵關(guān)鍵部件的質(zhì)量控制工作是AP1000屏蔽電機(jī)制造過(guò)程中最重要的部分，也是影響屏蔽電機(jī)后期使用效果的關(guān)鍵因素。由于近年來(lái)，很多新型的科學(xué)技術(shù)手段涌入社會(huì)的發(fā)展中，所以相關(guān)制造團(tuán)隊(duì)為了提高AP1000屏蔽電機(jī)整體的質(zhì)量和使用效果，不僅在控制關(guān)鍵部件質(zhì)量的同時(shí)，深入的研究關(guān)鍵部件的性能和設(shè)計(jì)理念，同時(shí)還將一些先進(jìn)的技術(shù)手段應(yīng)用到了屏蔽電機(jī)的制造與質(zhì)量控制工作中。但目前AP1000屏蔽電機(jī)主泵關(guān)鍵部件的質(zhì)量控制工作在實(shí)際開(kāi)展的過(guò)程中，還是會(huì)由于一些因素的影響而出現(xiàn)問(wèn)題，所以需要相關(guān)科研部門(mén)能夠提高對(duì)關(guān)鍵部件質(zhì)量控制工作的重視。

1 AP1000屏蔽電機(jī)主泵概述

AP1000反應(yīng)堆冷卻劑泵（簡(jiǎn)稱主泵）是美國(guó)柯蒂斯懷特流體控制公司所屬的EMD工廠依據(jù)前期軍堆的使用經(jīng)驗(yàn)和三代核電技術(shù)要求，專門(mén)為1000MW核電機(jī)組設(shè)計(jì)的屏蔽電機(jī)主泵。AP1000反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩個(gè)回路，每個(gè)回路的蒸汽發(fā)生器底部各懸掛兩臺(tái)主泵。主泵電機(jī)內(nèi)腔室、泵腔室及一回路連通，電機(jī)殼體與泵殼共同組成主泵的壓力邊界，如圖1所示。

為實(shí)現(xiàn)屏蔽主泵的無(wú)泄漏、高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、免維修性等先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和功能，必須對(duì)主泵結(jié)構(gòu)、材料等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。如，為防止冷卻劑與定轉(zhuǎn)子鐵芯接觸受到侵蝕，定子內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子外圓分別焊接一個(gè)薄壁屏蔽套；為獲得高的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在有限的腔室空間內(nèi)設(shè)置兩個(gè)烏金飛輪；為在沒(méi)有頂軸和止逆裝置的冷卻劑中支撐主泵轉(zhuǎn)子，設(shè)置了帶有預(yù)緊力的推力軸承。上述幾種部件對(duì)保持屏蔽電機(jī)主泵的先進(jìn)性和安全性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

AP1000首堆主泵在制造過(guò)程中出現(xiàn)了一系列質(zhì)量問(wèn)題，其中屏蔽套、飛輪、軸承等主要部件質(zhì)量問(wèn)題較多，是監(jiān)造質(zhì)量控制的重點(diǎn)。本文結(jié)合前期項(xiàng)目的典型質(zhì)量案例對(duì)問(wèn)題的成因進(jìn)行了分析，并從技術(shù)和管理的角度提出應(yīng)關(guān)注的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

2 AP1000屏蔽電機(jī)主泵關(guān)鍵部件質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 軸承的質(zhì)量控制要點(diǎn)

軸承是AP1000屏蔽電機(jī)主泵中最基礎(chǔ)的關(guān)鍵部件之一，也是保證屏蔽電機(jī)質(zhì)量和正常運(yùn)行的關(guān)鍵。所以注重軸承的質(zhì)量控制內(nèi)容，對(duì)AP1000屏蔽電機(jī)研究工作的開(kāi)展有著重要的影響。其主要質(zhì)量控制要點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，因?yàn)槠帘坞姍C(jī)的軸承是以組件形式體現(xiàn)出來(lái)的，而且軸承組件中涉及到的零部件數(shù)量比較多，零部件的種類(lèi)也比較復(fù)雜。所以相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)不僅要對(duì)軸承組件中的零部件進(jìn)行全面的了解和掌握，同時(shí)還要確保零部件的精準(zhǔn)度。另外在安裝軸承組件的過(guò)程中，相關(guān)工作人員還需要對(duì)各零部件的尺寸、材質(zhì)和型號(hào)等內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，對(duì)存在問(wèn)題的零部件進(jìn)行及時(shí)的處理，這樣才能在做大程度上保證軸承的質(zhì)量。第二，相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)在組建屏蔽電機(jī)軸承的過(guò)程中，還要對(duì)軸套表面的等離子硬質(zhì)合金厚度進(jìn)行有效的控制。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，合金厚度控制在0.25mm到0.76mm之間是最理想的狀態(tài)，因?yàn)檫@種范圍的厚度能夠在最大程度上降低對(duì)軸套便面強(qiáng)度的影響，所以需要相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)注重對(duì)硬質(zhì)合金厚度的控制。第三，在進(jìn)行軸承涂層的過(guò)程中，相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)還需要提高對(duì)涂層粘連性強(qiáng)度的重視。因?yàn)檩S承涂層很容易受到污染物質(zhì)的影響而在后期運(yùn)作過(guò)程中出現(xiàn)涂層開(kāi)裂或表皮脫落等情況。所以在進(jìn)行涂粉的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要對(duì)涂粉材料的質(zhì)量、涂粉方式和涂粉工藝進(jìn)行合理的完善與改進(jìn)，以此來(lái)提高軸承涂層整體的質(zhì)量。

2.2 飛輪的質(zhì)量控制要點(diǎn)

飛輪在屏蔽電機(jī)的主泵中起著轉(zhuǎn)動(dòng)慣量支持的作用，是確保屏蔽電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)作的關(guān)鍵因素。飛輪的質(zhì)量控制要點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，卡環(huán)是飛輪中的重要構(gòu)建，在加工卡環(huán)的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要對(duì)冷卻劑的使用加以控制，同時(shí)還要對(duì)污染物的防治工作提高重視，以此來(lái)保證卡環(huán)的質(zhì)量。第二，利用高強(qiáng)度的馬氏體不銹鋼卡環(huán)的預(yù)緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鎢合金塊的約束。對(duì)加工精度、加熱溫度、套裝時(shí)間的控制是關(guān)鍵，一定要做好先決條件的檢查、工藝文件的驗(yàn)證和過(guò)程質(zhì)量控制的旁站監(jiān)督工作。第三，飛輪最終封裝前要進(jìn)行超速試驗(yàn)，外側(cè)使用不銹鋼材料進(jìn)行封裝，進(jìn)行氦檢漏，內(nèi)部最終要充氮?dú)?，提高抗?yīng)力腐蝕能力。

2.3 屏蔽套的質(zhì)量控制要點(diǎn)

為保證屏蔽套最終直徑尺寸控制在公差范圍內(nèi)，從下料開(kāi)始，嚴(yán)格監(jiān)督按照屏蔽套周長(zhǎng)采用精密裁剪的方式剪切為兩塊鋼板坯料，過(guò)程必須旁站監(jiān)督與坯料尺寸復(fù)驗(yàn)。通過(guò)精密卷筒和精密焊接方法將兩塊坯料加工為成型的屏蔽套后，監(jiān)造人員應(yīng)監(jiān)督工序檢查員用π尺對(duì)兩端直徑進(jìn)行尺寸檢查，嚴(yán)格將直徑公差要求控制在0.076mm左右，這是屏蔽套制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。如屏蔽套尺寸過(guò)小，系統(tǒng)卸壓時(shí)，尤其是快速卸壓時(shí)，屏蔽套容易出現(xiàn)鼓包。同理，如果轉(zhuǎn)子屏蔽套尺寸過(guò)大，將導(dǎo)致與轉(zhuǎn)子鐵芯預(yù)緊力不足；如果尺過(guò)小，將導(dǎo)致屏蔽套裝配困難。定子屏蔽套與定子鐵芯內(nèi)徑為間隙配合，此間隙很小且由于屏蔽套的長(zhǎng)、薄等技術(shù)配難點(diǎn)，故將屏蔽套導(dǎo)入定戶鐵芯操作前，監(jiān)造人員應(yīng)要求制造廠制定操作規(guī)程并嚴(yán)格監(jiān)價(jià)其按批準(zhǔn)的規(guī)程進(jìn)行操作，以防定子鐵芯及陶瓷片和屏蔽套之間的摩擦對(duì)屏蔽套造成損傷甚至屏蔽套的報(bào)廢。

3 結(jié)束語(yǔ)

就目前AP1000屏蔽電機(jī)的研究狀況來(lái)看，雖然相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能對(duì)主泵關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)原理和運(yùn)作方式方面的內(nèi)容有所了解與掌握，同時(shí)還能將一些先進(jìn)的科技手段應(yīng)用到主泵關(guān)鍵部件的制造與生產(chǎn)中，以此來(lái)確保關(guān)鍵部件的質(zhì)量。但是仍然有部分電機(jī)制造團(tuán)隊(duì)在實(shí)際制造屏蔽電機(jī)的過(guò)程中，不能對(duì)主泵關(guān)鍵部件的質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。另外一些制造團(tuán)隊(duì)還會(huì)相應(yīng)的忽略質(zhì)量控制過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足之處，從而降低了關(guān)鍵部件的質(zhì)量，影響了AP1000屏蔽電機(jī)的運(yùn)作效果。所以在未來(lái)的發(fā)展中，電機(jī)制造領(lǐng)域需要提高對(duì)關(guān)鍵部件質(zhì)量控制工作的重視，同時(shí)還要及時(shí)處理質(zhì)量控制工作中存在的問(wèn)題，以此來(lái)保證電機(jī)后期的使用效果。

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