壓力容器頂蓋密封環(huán)固定螺釘斷裂事件處理分析

王詩(shī)林

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

反應(yīng)堆壓力容器頂蓋密封環(huán)位于頂蓋與反應(yīng)堆筒體密封面之間，保持壓力容器在功率運(yùn)行期間的完整性和密封性。C型環(huán)是一回路壓力邊界一部分，屬于保護(hù)核燃料三道安全屏障之一。本文對(duì)C型環(huán)安裝、檢查、保護(hù)措施及密封面的保護(hù)、維修等相關(guān)工作進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，對(duì)本次事件發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)反饋總結(jié)，以作同行電廠參考。

1 壓力容器頂蓋C型環(huán)主要結(jié)構(gòu)及拆裝工藝：

設(shè)備描述：通常所說(shuō)的密封環(huán)是由GALOCK公司生產(chǎn)制造，目前國(guó)內(nèi)寧波天生密封件有限公司與相關(guān)科研部門聯(lián)合研制的國(guó)產(chǎn)C型密封環(huán)已經(jīng)通過中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)專家組鑒定，成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)核電站[1]。

主要結(jié)構(gòu)：C型密封環(huán)分為內(nèi)密封環(huán)、外密封環(huán)，兩道密封環(huán)與固定螺釘、固定夾配套使用，固定螺釘、固定夾安裝在壓力容器頂蓋上對(duì)內(nèi)外C型環(huán)起到固定作用，具體信息如下：

（1）內(nèi)、外密封環(huán)徑向截面，分為三層：里層、中間層、外層。外層制造材料為密封銀層：材質(zhì)為銀層（外側(cè)開口），里層制造材料為InconelX750絲材纏繞制的彈簧，中間層制造為Inconel600合金覆面（外側(cè)開口）。

（2）固定夾制造材料為Inconel600。

（3）固定螺釘制造材料為X6CrNiCu17-04，型號(hào)M6×12。

密封環(huán)拆裝工藝：C型環(huán)的安裝位置以及本身的特性決定了其安裝、拆除期間特殊的方法，所有工作都是在保證不傷及頂蓋密封面及密封環(huán)槽的前提下取得滿意的結(jié)果，以下簡(jiǎn)述C型環(huán)的安裝與拆除工藝。

安裝：在安裝前，工作人員需對(duì)內(nèi)、外密封環(huán)進(jìn)行全面檢查，檢查項(xiàng)目包括：裂紋、折迭、脫落、起皮、拉絲、劃痕等缺陷，該檢查工作步驟作為重要質(zhì)量控制點(diǎn)，故需安排有經(jīng)驗(yàn)且具有高度責(zé)任心人員擔(dān)負(fù)此項(xiàng)檢查工作。對(duì)上述項(xiàng)目進(jìn)行逐一檢查和記錄后，用白布蘸酒精擦拭清潔C型環(huán)表面。檢查完成后安裝時(shí)需8人同步進(jìn)行，注意抬起速度、高度需一致，不能使C型環(huán)有大幅度彎曲和扭曲。8人輕輕緩慢抬起將C型環(huán)放入相應(yīng)密封環(huán)槽后，安裝固定夾和固定螺釘，擰緊力矩值6N＊m，檢查固定螺釘頂端是否高于密封面、固定夾是否貼緊C型環(huán)，沒有則需重新調(diào)整[2]。

拆卸：拆卸工作分正常拆卸及特殊情況拆卸。

正常拆卸過程：8人均布用手托住密封環(huán)，拆卸固定螺釘時(shí)，應(yīng)緩慢旋出，同時(shí)托緊C型環(huán)防止C型環(huán)脫落撞擊固定夾導(dǎo)致螺釘斷裂，確保不傷及密封面。若拆卸過程發(fā)現(xiàn)密封環(huán)卡緊無(wú)法拆除，禁止直接使用材料硬度大于壓力容器頂蓋的尖銳工具松動(dòng)密封環(huán)以免誤傷密封面，可使用鋼絲鉗夾取密封環(huán)使之松動(dòng)脫開，夾取過程要用白布包裹確保鋼絲鉗不碰及密封面，動(dòng)作力度要小，動(dòng)作緩慢，確保不傷及密封面。依次取下24個(gè)固定螺釘和固定夾后，拆卸C型環(huán)。

特殊情況拆卸：當(dāng)C型環(huán)卡在密封環(huán)槽內(nèi)時(shí)：拆卸步驟同正常拆卸工作相同，但在最后一步拆卸C型環(huán)時(shí)，需使用質(zhì)地較軟的工具（聚四氟乙烯）。

2 密封環(huán)固定螺釘斷裂缺陷分析及處理

事件描述：福清401大修：執(zhí)行壓力容器頂蓋吊出工作期間，頂蓋吊起0．5米，進(jìn)行壓力容器C型密封環(huán)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)C環(huán)部分脫落，44與45號(hào)螺栓位置的C環(huán)固定螺釘頭斷裂缺失，固定夾缺失，在頂蓋吊出后，對(duì)上部堆內(nèi)構(gòu)件及壓力容器筒體內(nèi)側(cè)外圓部分進(jìn)行了仔細(xì)檢查，最終在對(duì)中銷與上部堆內(nèi)構(gòu)件法蘭之間凹槽中找到斷裂的固定螺釘頭及固定夾。在取出頂蓋上的固定螺釘斷絲期間，未防止工具劃傷密封環(huán)槽，使用保護(hù)板，材質(zhì)為聚四氟乙烯，將其安裝在頂蓋密封環(huán)槽上并用核級(jí)膠帶固定，使用尖嘴鉗穿過通孔將斷絲旋出。

事件后果：異物及時(shí)取出未造成嚴(yán)重后果。

事件原因分析：斷面與固定螺釘頭顏色一致，固定螺釘存在質(zhì)量缺陷，運(yùn)行期間受力后導(dǎo)致螺釘斷裂。

經(jīng)驗(yàn)反饋要點(diǎn)：

（1）為避免螺栓鑄造質(zhì)量影響（縮孔、氣孔、沙眼等缺陷）密封性，在使用前需固定螺釘進(jìn)行PT檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可使用。

（2）固定夾進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)同一批次固定夾尺寸不同，技術(shù)文件要求固定夾彎折角度為60°，但部分固定夾彎折角度不足，對(duì)密封環(huán)的固定效果產(chǎn)生不良影響，可能出現(xiàn)即使工作人員嚴(yán)格按照安裝程序?qū)γ芊猸h(huán)進(jìn)行安裝后，密封環(huán)也有固定不良脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

其他電廠密封面、密封環(huán)及環(huán)槽的缺陷情況案例：

（1）福清201大修卸料，堆本體檢修人員在拆除反應(yīng)堆壓力容器C型環(huán)內(nèi)環(huán)的過程中因C型環(huán)與密封環(huán)槽配合過緊，無(wú)法靠自重脫出，工作人員使用一字螺絲刀撬出C型環(huán)，撬出過程中劃傷密封環(huán)槽密封面，兩處劃痕為貫穿性劃痕[3]。

（2）大亞灣D104/105次大修中，由于部分工作人員在沒有完全上緊密封環(huán)鎖片并經(jīng)過檢查就放手，導(dǎo)致密封環(huán)脫落并損壞。

（3）嶺澳102大修，工作人員在檢查反應(yīng)堆法蘭密封面時(shí)，發(fā)現(xiàn)在20號(hào)螺栓孔附近的法蘭密封面上有兩個(gè)小凹坑。

（4）福清201大修卸料后低低水位期間，執(zhí)行長(zhǎng)導(dǎo)向柱切換操作時(shí)，因起重人員松輔助橋剎車裝置操作不當(dāng)，將剎車手柄旋出并掉落至水池，造成壓力容器密封面磕傷。

3 結(jié)語(yǔ)

核電廠運(yùn)行期間發(fā)生一回路泄漏量增大是非常嚴(yán)重的問題，嚴(yán)重影響機(jī)組正常功率運(yùn)行，本文通過對(duì)本次事件進(jìn)行分析、總結(jié)，形成經(jīng)驗(yàn)反饋，供其他電廠進(jìn)行參考，達(dá)到經(jīng)驗(yàn)交流的目的，對(duì)保證核電機(jī)組安全運(yùn)行有著深遠(yuǎn)的意義，對(duì)保障核安全有著積極作用。