論核電站核島輔助設備安裝質量控制

孟新敏

摘 要:本文概述了核電站核島輔助設備在安裝過程中監理工程師進行質量控制的措施要點,提出了監理監督檢查的方法和內容,保證設備安裝的最終狀態符合技術規格書、安裝圖紙的要求。

關鍵詞:核電站輔助設備安裝質量控制

中圖分類號:TQ053.6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0089-02

1 引言

核電站一般分為兩部分:核島(利用原子核裂變產生蒸汽)和常規島(利用蒸汽發電)。核島輔助設備是指核島各輔助系統中的有關設備的統稱,主要作用保證反應堆和一回路主系統能正常安全運行及有效調節,并為核電廠可能出現的重大事故提供必要的安全保護措施及防止放射性物質泄漏擴散。

2 工程概況

核島輔助設備數量較多(嶺澳核電站為851臺),分布于核島的各個廠房,包括反應堆廠房、核輔助廠房、電氣廠房、燃料廠房、應急柴油機發電廠房等。輔助設備一般包括三類設備:容器(在車間制造的容器、除鹽器、過濾器、熱交換器、文丘利水洗器、金屬過濾器)、轉動機械(泵、壓縮機、水冷凍機組、發電機、控制棒驅動機構電源的發電機、電動機、柴油發電機組)、其他各類設備(TES設備、去污車間設備),安裝過程中質量控制點多、面廣,尤其核級設備如安注泵,控制難度較大。

3 施工工藝流程

一般安裝在混凝土基礎上的設備施工流程為:安裝質量計劃開啟→檢查、接收設備→基礎復測放線→設備運輸(吊裝)就位→初步找平找正→地腳螺栓孔灌漿、養護→設備精找→二次灌漿、養護→聯軸器對中(轉動機械)→設備清潔補漆→設備最終保護→關閉安裝質量計劃。設備試運轉一般單獨編制質量計劃。

4 質量控制措施

4.1 事前控制

作為監理工程師一定要提前熟悉設備安裝圖、就位圖、技術規格書及國標規范等,了解安裝的基本要求和設計意圖。對施工單位報審的施工方案要及時審查,并提出監理審查意見,對于大件設備的吊裝方案,應報安全部門進行審核,必要時征求專家意見或組織設備吊裝施工方案會審。審查施工單位報審的設備安裝質量計劃,并根據質量控制要求進行選點(R、W、H),如果認為安裝質量計劃編制不完善,退回施工單位重新編制。

4.2 事中控制

事中控制包括從質量計劃開啟到質量計劃關閉的整個安裝施工過程的質量控制。質量計劃開啟必須滿足一定的先決條件,包括:施工圖紙齊全、施工方案已發布、技術安全交底已完成、設備基礎移交、運輸道路暢通、設備到貨后的一次驗收完畢、施工人員及施工機具的已準備好等,只有所有條件都滿足,才允許開啟質量計劃。質量計劃關閉的前提條件是質量計劃上所有的工序已施工完,且質量驗收合格,記錄完整。

4.2.1 設備安裝前的檢查

設備在安裝前一定要認真檢查設備銘牌上的位號及參數是否與安裝圖紙一致,外形尺寸符合圖紙要求,確保設備正確;督促施工單位對涉及到安裝的尺寸(如設備底座地腳孔的尺寸)進行復核,看是否符合圖紙要求;對于充有氮氣保護的設備,充氮壓力應符合要求,壓力表要在標定的日期內;設備外觀沒有影響安裝的表面缺陷。

4.2.2 設備基礎及定位放線檢查

設備安裝的基礎一般包括抹平基礎、毛基礎、預埋鐵基礎、金屬支架等。

抹平混凝土基礎,要求表面平整,設備直接就位在基礎上,設備找平找正后地腳螺栓孔灌漿(或者用膨脹螺栓直接固定在基礎上),一般涂防腐油漆。主要檢查基礎的標高是否滿足公差±5mm的要求,同時基礎表面滿足平面度5mm/2m(用2m標尺測量)的要求;基礎的位置、地腳孔的位置和幾何尺寸要滿足相關偏差要求。

毛平面混凝土基礎,表面一般要做鑿毛處理,在基礎和設備之間加放墊鐵。主要檢查基礎標高是否滿足在設備與基礎之間加放墊鐵的厚度要求(墊鐵厚度一般控制在15mm到95mm之間);基礎位置、地腳孔的位置和幾何尺寸滿足相關偏差要求。在墊鐵布置處的基礎要鑿平,放上平墊鐵后按墊鐵的4個角,墊鐵不應活動,用水平尺測量,水平度滿足2mm/m的要求。基礎墊鐵位置的鑿平保證了設備安裝后的穩定性,尤其是轉動設備,一定要注意。

預埋鐵基礎是指設備的支撐面在土建施工時以預埋鐵的形式固定于設備基礎或墻上,設備就位后設備底座或支撐與預埋鐵焊接在一起。主要檢查預埋鐵的標高偏差、位置偏差、預埋鐵的平面度以及預埋鐵之間的高度差滿足圖紙或廠家安裝技術要求。

金屬支架一般通過膨脹螺栓或焊接的方式固定于地面或基礎上,設備再通過螺栓連接于支架上。主要檢查支架的上表面的標高是否滿足公差±5mm的要求,同時水平度滿足2mm/m;支架的位置偏差滿足±5mm;要檢查固定設備的地腳孔位置和幾何尺寸是否和設備底座相一致。

施工單位在接收基礎后會將安裝定位軸線放出,一般以墻面或房間內的某一軸線為基準,檢查已放出的安裝軸線與基準線之間公差是否滿足±2mm偏差要求。對于安裝精度要求較高的設備,一般要求施工單位由專門的測量人員來放出安裝軸線。

4.2.3 設備的吊裝運輸就位檢查

設備在吊裝運輸過程中常見問題是設備被碰撞、刮傷、污染等,所以要檢查施工單位是否采取了有效地措施來保證設備在吊裝運輸時的安全。尤其不銹鋼設備,要防止不銹鋼部件和鐵素體鋼部件接觸;設備就位時,設備的方向和就位圖相一致。

4.2.4 設備初步找平找正檢查

設備就位后施工單位要對設備進行初步找平找正,使設備初步滿足安裝要求。主要檢查設備上標注的安裝基準與已放出的安裝軸線沿X、Y、Z(位置和標高)三個方向的偏差是否在±5mm范圍內;設備主要管嘴沿X、Y、Z三個方向的位置偏差滿足±15mm要求;設備的水平度應滿足:裝配設備≤2mm/m、轉動機械≤0.2mm/m;設備的垂直度≤1mm/m。

4.2.5 地腳孔灌漿檢查

設備初步找平找正后進行地腳孔灌漿,以固定地腳螺栓。灌漿前要進行隱蔽驗收,包括地腳孔應清理干凈,無積水、積渣、浮漿、油污、油漆等并且已經過充分潤濕(一般用水浸泡,時間不少于12h,在灌漿前1小時將水清理干凈);地腳螺栓應清理干凈、無油污和鐵銹,安放垂直,任何一處到孔壁的距離應大于15mm并和孔底沒有接觸,螺紋的露出長度滿足要求。灌漿時檢查使用的灌漿料是否經過驗收合格,且在規定的保質期內;灌漿的攪拌設備應符合要求,攪拌人員應持證上崗;灌漿的過程應符合廠家或相關規范的要求。注意灌漿時一定督促施工單位對地腳螺栓和設備進行檢查,防止地腳螺栓不垂直,防止設備被碰觸產生移動。

4.2.6 設備精找檢查

地腳孔灌漿養護7天后一般就可以對設備進行精確找平找正(簡稱精找)調整。主要檢查設備位置、標高、垂直度(水平度)是否滿足4.2.4的要求(有特殊要求的,滿足廠家的技術要求)。標高的測量一把用水平管即可滿足要求,注意標高的基準一定要有測量報告。測量時水平管內最低液面和眼睛保持水平。對于核級設備如安注泵、上沖泵等需要通過測量儀器由施工單位測量人員進行測量并出測量報告,偏差一般滿足廠家的安裝技術要求。水平度一般用框式水平儀來檢測,轉動設備一般要求最終水平度滿足≤0.05mm/m。測量時一定注意檢查設備的檢定證書,保證設備處于檢定期內,使測量數據更可靠。

精找時要檢查墊鐵的布置和接觸壓緊情況。墊鐵一般要盡可能靠近地腳螺栓和底座主要受力部位下方,且在每個地腳螺栓旁至少有一組墊鐵,斜墊鐵必須成對使用。墊鐵之間、墊鐵和設備底座之間接觸緊密,任意點的間隙不得大于0.02mm,可用塞尺進行檢查。也可以用錘擊方式檢查檢查墊鐵的壓緊,聲音清脆,反彈手感實在為合格。墊鐵驗收合格,才允許施工單位將墊鐵點焊。

4.2.7 二次灌漿檢查

設備精找合格后進行二次灌漿。灌漿前先做隱蔽驗收,包括待灌漿區域要清理干凈,無積水、浮漿、油污、油漆等;墊鐵的布置要符合施工方案的要求,墊鐵之間已點焊。隱蔽驗收合格,允許施工單位支設模板,模板的支設要符合相關國標或規范的要求。模板支好后對灌漿區進行充分的潤濕,一般潤濕時間不少于24h。灌漿時檢查使用的灌漿料是否經過驗收合格,且在規定的保質期內;現場對灌漿料的流動度試驗滿足要求,重要設備要留試塊;灌漿的攪拌設備要符合要求,攪拌人員應持證上崗;灌漿的過程符合廠家技術要求。對于核級設備和大型設備的二次灌漿,一般采用旁站的監理方法,確保二次灌漿的質量符合要求。灌漿后檢查施工單位是否按照相應的要求及時進行養護。

4.2.8 設備對中檢查

轉動設備的對中直接關系到設備的穩定性和使用壽命,以泵為例,電機和泵如果對中不合格,就會引起設備振動值超標,引起軸承、連軸器磨損,影響設備或組件的壽命。所以轉動設備的對中一定要符合技術規格書、國標或廠家的安裝要求,如果廠家沒有特別規定的,一般滿足:同心度:0.05mm、平行度:0.05mm(靠兩個半聯軸器直徑方向對應的兩點)、兩半聯軸節之間的距離公差:±0.5mm。對中可用激光對中儀,也可用百分表進行對中。

若對中不符合要求,允許在電機和錨固底座之間加墊片(最多2個)進行調整,直至符合有關規定為止,此時電機的固定螺栓力矩要滿足廠家給出的力矩要求或國標。

4.2.9 設備保護檢查

設備就位后直到移交調試前,設備的保護工作由施工單位負責。設備的保護要滿足施工各階段的要求。在土建澆筑階段,對已就位的設備除了用阻燃帆布進行有效的保護外,還要搭設腳手架,架設跳板,對設備進行硬保護,避免設備被砸傷;對設備附帶易碎附件如壓力表、傳感器等,必須采取嚴格有效的保護措施。在設備安裝階段,設備保護措施除了覆蓋防火篷布外,還要注意地腳螺栓外露螺紋不能生銹;充氮氣保護的設備,壓力值滿足相應規格書的要求;需要進行電加熱保護的電機要保證電加熱器處于運行狀態;轉動機械要定期盤車;已安裝的設備不允許作為臨時支撐;不銹鋼設備不允許和鐵素體、氯含量超過0.25%的材料接觸等。監理工程師要定期組織施工單位(可邀請業主參加)進行設備保護專項檢查,確保設備處于受保護狀態,同時加強非定期性設備巡檢力度,對檢查發現的問題,及時通知施工單位整改。

4.3 事后控制

對安裝完工的設備,必須對下述項目進行符合性檢查,以確保安裝完工的設備符合相應技術規格書、安裝圖紙及有關標準規范的規定。

4.3.1 檢查設備的最終定位、標高、垂直度(水平度)是否滿足圖紙、規范要求;

4.3.2 檢查所有轉動機械最終對中是否滿足要求;

4.3.3 檢查設備外觀,是否將所有的表面缺陷已按有關規定處理完畢;

4.3.4檢查錨固螺栓最終扭矩是否符合圖紙或相關規范規定;

4.3.5 檢查設備保護措施,是否符合有關技術文件規定;

4.3.6 檢查安裝完工報告,設備的最終符合性與文件是否一致;檢查所有阻礙后續安裝活動(管道連接和電纜連接)及現場試驗的遺留問題是否全部解決。

5 結語

在核電站建設施工中,監理工程師應嚴格按照相應的技術規格書、安裝圖紙、國標及廠家的安裝技術文件對核島輔助設備的安裝質量進行檢查控制,確保核電站輔助設備的安裝處于受控狀態。

參考文獻

[1] 機械設備安裝工程施工及驗收通用規范.GB50231-2009.

[2] 水泥基灌漿材料應用技術規范.GB/T50448-2008.

[3] 風機、壓縮機、泵安裝工程施工及驗收規范.GB50235-2010.