摘要：
以冷试前压力容器的扣盖工程为例，从条件准备到扣盖的全过程进行论述，并结合其他电站经验，对工程中的重要步骤及问题进行分析，得出质量控制措施和风险预防方法，为冷试工作顺利进行创造条件。
关键词：
压力容器；顶盖；扣盖；质量控制
0前言
在海南昌江核电建安阶段，压力容器需要多次完成扣盖工作，其中尤其以冷试前的扣盖因同时涉及堆内构件、CRDM以及主螺栓等重要设备，并且需要环吊配合顶盖专用吊具进行吊装，任何的安装缺陷都会导致严重的后果，甚至导致冷试工作的失败，故必须对顶盖的全部吊装过程进行严格的质量控制。海南昌江核电厂反应堆压力容器顶盖由上封头和顶盖法兰通过全焊透焊缝连接而成，重约为56t，外形尺寸为4500mm（顶盖法兰外径）×13080mm（顶盖组装件高度），其中包括已安装完成的33个CRDM耐压壳以及4个热电偶。作为主设备重要部件之一，顶盖吊装前以及吊装过程中的各项条件必须进行严格的控制，否则将会产生众多不利的后果。扣盖前的清洁度不合格会导致密封面损伤，以及冷试开始后对其他设备的损害；顶盖法兰下端的密封面与压力容器密封面直接接触，且顶盖自身重量较大，扣盖过程中存在对压力容器密封面造成损伤的风险；顶盖上的耐压壳及热电偶不允许有任何的缺陷存在等。因此在吊装过程中需避免振动及磕碰，顶盖在起吊和下落过程中若不能保持垂直状态，也可能损伤压力容器支撑。通过对压力容器扣盖过程进行分析，得出以下质量控制措施。
1扣盖过程及质量控制
1.1先决条件
扣盖前的先决条件，包括清洁的完成状态、材料、工机具的准备情况等，直接决定了扣盖的质量。所以提前准备完成以下工作，不仅有利于确保扣盖工作进程，对保证扣盖质量也具有重要意义。（1）堆内构件螺栓锁紧帽状态需确认合格。（2）核岛厂房20m平台环境需达到1级清洁区要求，整个主回路内部清洁度检查合格。（3）压力容器密封面表面状态检查合格。（4）关闭过程中所需的耗材，如N5000润滑脂、清洗液等，需提前确认和准备好。（5）维修主螺栓拉伸机所需要的专用及通用工具，需提前准备好。（6）环轨吊车的轨道油漆需打磨掉，避免螺栓拉伸时油漆脱落造成异物污染。（7）56条压力容器主螺栓、螺母必须经外观检查及止通规检查合格，并提前放置在20m平台备用。
1.2堆内构件插堆
由于本次扣盖工作为冷试进行，需先将上下部堆内构件吊装至压力容器内部。所以施工过程中，需对以下质量进行控制。（1）清洁度检查。插堆前，对上下部堆内构件反复使用A级除盐水进行冲洗，并用白布对堆内构件内外部进行擦拭，直至白布擦拭后表面无任何痕迹为止。（2）吊装路径。在吊装过程中，需严格确认堆内构件的吊装路径上无任何干涉存在。（3）电源。堆内构件吊装过程中，环吊电源需一直处于供电状态，防止因意外失电造成的风险。（4）堆内构件吊装。使用堆内构件专用吊具并按先下部后上部的顺序，将堆内构件吊入堆腔。
1.3压力容器顶盖就位
顶盖就位是压力容器扣盖过程中的核心工作，由于顶盖重（约56t），外形尺寸大（4500×13080mm），并且法兰下端密封面与压力容器密封面直接接触，吊装过程中顶盖的水平易发生偏移，存在碰撞密封面（使密封面损伤失效）的风险；顶盖上装配的耐压壳及热电偶为精密连接，吊装过程中一旦发生意外晃动就会对其造成损伤。所以，顶盖的吊装过程必须要严格控制。对安装管理人员来说，需全程进行旁站监督，随时观察顶盖吊运过程中的状态，以免发生上述风险。（1）顶盖密封沟槽、不锈钢表面、螺孔和密封环紧固件清洁合格，无异物，以免影响密封效果。确认内外密封环下表面和顶盖法兰密封面无损伤。（2）顶盖在吊装运输中，应缓慢并尽量保持匀速，在任何情况下，水平加速度应＜0.5g，垂直加速度＜0.2g。吊装中的设备升降速度应＜0.1m/s。顶盖起吊和下落过程中，通过调整吊装工具，使其密封面的水平度应≤0.25mm/m；顶盖在起吊和下落过程中应保持垂直状态，防止损伤RPV支撑。（3）安装导向杆。顶盖上有56条螺栓孔，法兰上表面每个螺栓孔的周围标有相应的螺栓孔编号，其中1#，29#，43#为导向杆安装位置，导向杆的主要作用是为顶盖就位提供定位，所以安装时需注意这3个孔的形位公差要求，它是高于其他螺栓孔的。（4）安装内外密封环。顶盖的密封面上有2道环形密封沟槽，2个C形密封环分别安装在沟槽内，其中，内密封环外径为3735.7±0.2mm，外密封环外径为3845.7±0.2mm。由于密封环为银质，质地较软，在受压过程中易产生变形，所以密封环必须使用新的；因尺寸较大，运输时容易变形，所以要特别注意密封环表面有无气孔、凹痕、裂纹、折叠及划痕等缺陷。（5）紧固固定螺钉力矩，最大力矩应≤6N•m。
1.4主螺栓旋入及拉伸
反应堆压力容器主螺栓的旋入和拉伸采用螺栓拉伸机进行，公司的螺栓拉伸机为单体式拉伸机，即每台拉伸机单次对应拉伸1条主螺栓，共采用4台螺栓拉伸机，吊装在环轨吊车上，4台螺栓拉伸机呈整体对称状态，即每2台拉伸机间的夹角为900，拉伸过程中以0°位置为起点，4台拉伸机同时进行拉伸，1组螺栓拉伸完成后，4台拉伸机沿环轨运行同一角度，开始顺序进行拉伸，直至主螺栓全部旋入及拉伸完成。
1.4.1拉伸前准备
（1）提前确认环轨吊车行程限位装置的功能及状态，以避免移动过程中拉伸机相互碰撞，为处理问题预留足够的应对时间。同时采用垂直限位装置，以避免碰伤主螺栓孔。（2）检查整个环轨吊车的清洁状态。（3）检查油箱的液位以及传动部件的润滑情况。
1.4.2拉伸过程控制
（1）检查主螺栓、螺母、垫圈的清洁。拉伸前，需再次确认螺栓、螺母、垫圈的清洁是否满足要求，以避免拉伸中因异物对螺牙产生损坏。（2）主螺栓、螺母、垫圈涂油。用事先准备好的润滑油涂刷，注意润滑油要涂刷均匀。（3）主螺栓旋入。本次为主螺栓与主螺母第一次配合，因56条螺栓与螺母受力情况不同，会导致各螺栓与螺母有不同的变形量；当螺栓与螺母再次配合时，若随意配合则会导致配合不紧密，影响密封性等。因此，安装时需注意螺栓与螺栓孔、螺母都是一一对应的，并将螺栓与螺母对应的编号记录并保存。（4）拉伸主螺栓。操作螺栓拉伸机时要做到每4条螺栓一同拉伸，以确保顶盖的应力分布均匀。（5）参数测量。在主螺栓拉伸前后，都要对顶盖法兰和容器法兰间隙进行测量，测量点为4个（分别为0°，90°，180°和270°位置），并将测量后的数据提交给设计方进行审查确认。
2风险源项分析及管控
2.1扣盖前物项保护
1#机组压力容器密封面，在开盖冷态性能试验过程中，其先决条件为反应堆换料水池的水位超过反应堆压力容器法兰面，待试验水位回落后，检查密封面时发现，其表面出现大量的点状缺陷，且随时间延长，缺陷数量呈增加趋势。对此，工程处立即联合现场各方组成专项小组，对事件产生的原因进行分析，并同步联系厂家专家，及时将相关信息共享。
2.1.1验证过程
初始对密封面检查时共发现点状缺陷22处，每个点状缺陷内表面均呈黑色，最大坑尺寸为2×1.5×0.025mm。因不确定点状缺陷产生原因，所以将其定为不符合项，并通知厂家相关人员进行记录，其余状态未做进一步处理。在经过1周后，工程处组织人员对密封面状态再次确认时发现，点状缺陷数量已增为58个，密封面状态呈恶化趋势。工程处立即联系各方面专家组成专项小组，订立了巡检原则，每周对密封面状态进行2次确认，在现场进行原因核查。检查中发现，压力容器因冷态开盖功能试验水位回落后，压力容器内部水质较差，且在冷态开盖功能试验水位浸没密封面过程中，20m以上区域未停止其他施工，打磨、切削以及焊接等作业较多。在水位回落后，压力容器密封面上铺橡胶垫进行保护，与密封面间存在间隙，密封面上的水未进行处理，是自然风干。
2.1.2原因分析
压力容器密封面表面堆焊有奥氏体不锈钢，而20m以上环境中因未进行保护，存在较多打磨产生的金属颗粒粉尘，这些粉尘落入压力容器的水中及密封面金属表面并沉积，在冷态开盖功能试验结束浸没压力容器密封面后，粉尘在水汽及空气中氧的作用下，对密封面造成了污染，从而产生了锈蚀。
2.1.3处理措施及验证
由厂家对密封面表面点状缺陷进行打磨并圆滑过渡处理，对较深的缺陷，在打磨后进行补焊。同时，为防止缺陷的继续生长，决定根据锈蚀产生的原因，对其进行防御性处理。首先建立20m清洁区，防止金属粉尘再次产生，撤除堆腔水池周围围栏的密目网并更换为三防布包裹，处理期间若需进行吊装作业时，提前在压力容器上方覆盖塑料薄膜。然后对堆腔水池及压力容器内部进行高压水冲洗清洁。最后在消缺完成后，需在密封面表面铺盖一层干净的百洁布，并定期进行检查。密封面缺陷处理完成后，专项组每2d对密封面状态进行一次检查，并形成记录。经过30d的观察，未有缺陷产生，该问题得到彻底解决。
2.1.4小结
此次密封面表面点状缺陷事件，造成30d施工期的延误，影响了冷试工作的进行。因此，施工管理人员需意识到，物项保护是一个长期的工作，特别是在主设备的安装过程中尤其重要，任何疏忽都会造成严重的后果。
2.2行业经验反馈
2014年某核电厂2#机组热试期间，发生了堆内构件仪表套管紧固螺栓和锁紧帽脱落事故，造成了蒸汽发生器一次侧水室损伤，热试被迫终止。
2.2.1反馈响应
在得到上述情况后，工程处立即将此问题形成专项任务，并联合工程公司、监理、施工单位QC以及维修处成立专项小组。首先与设计进行沟通，确认螺栓锁紧专项检查标准，形成了对文件记录、锁紧帽实体的详细检查标准要求。据此，首先对文件记录进行检查，结果发现，施工方对锁紧力矩的记录并非逐条螺栓进行，而是按批次及区域进行的，不能完全证明每条螺栓的锁紧状态。基于此因，小组立即对现场螺栓的锁紧状态进行逐一核查，重点针对焊接及安装状态。
2.2.2检查结果
经检查，下部堆内构件317条螺栓无漏焊、焊接不合格等现象，拧紧力矩值为280N•m，满足设计要求的277~283N•m，工器具在有效范围内，符合设计要求。上部堆内构件除部分受空间限制无法检查外，其余均符合标准要求。对全部437道焊口的焊接记录及焊接工艺、无损检验报告进行了核实，均符合相关技术文件要求。
2.2.3小结
行业内的经验反馈，是核电施工中最有效的质量保证手段之一，不仅凝聚了各核电站施工建设阶段的经验教训，也因施工管理人员能及时获得反馈信息，并即时进行对比分析，而避免了相同危险的发生。
2.3设计失误项
由于设计人员工作的局限性，存在着因考虑不全面而导致的设计失误问题。因此在现场施工管理过程中，管理人员切记不能盲从，对怀有疑虑的问题，需从多方面进行核查分析后在继续进行。
2.3.1环轨吊车干涉问题
根据0738E6023图册给出的压力容器顶盖吊具三角存放架的图纸描述，三角存放架的3个支腿形成角度为120°的等边三角形，而在现场放置顶盖吊具时发现，因有4个吊具葫芦，需要任意一个轨道间放置2台吊具葫芦，而通过现场实测发现，轨道间距不满足放置要求。原因是设计方在设计吊具存放架时，仅考虑了存放支架的稳定性及强度，而未考虑环轨吊具葫芦任意2台一起存放的问题。为此，设计方重新进行了修改，将两支轨道的角度调整15°，满足了现场使用要求。
2.3.2环轨吊车行程限位问题
根据1#机组的安装经验，环轨吊车4台电动葫芦安装完成后，调试时发现吊钩限位反向，经现场专业人员确认为厂家限位程序错误。对此，要求厂家到场处理，因其未按期到场，对安装工期造成了较大影响。与此同时，通过与其他电厂沟通获得了经验反馈，并与厂家沟通得知，该问题由设计引起，可通过取消吊钩的定位程序来解决。在取消定位程序进行试验发现，环轨吊车仍仅能在沿环轨方向单向移动，不能满足螺栓拉伸机的现场使用需求。经与厂家沟通，最终决定将环轨吊车的限位取消，以满足螺栓拉伸需求。
2.3.3小结
由于工程现场处理问题的流程是施工方发现问题并描述清楚，提交给设计进行解决，解决方案由设计进行确认，从而造成设计方的权力过大。而设计方不能随时在施工现场进行设计，考虑问题也不全面，而且开工前需要设计出大部分的物项，难免有不完善之处。施工管理人员能随时在现场指导施工，可根据实际情况及时发现和解决各种问题。所以施工管理人员不能盲目地相信设计方给出的全部内容，需要根据现场的实际情况进行综合分析，特别是对于不合理的地方，要能提出质疑并积极寻求解决方案。
3结论
施工管理人员需明确在工程中的重大责任，并制定完善的质量控制措施以保障扣盖过程的顺利进行，真正做到保证质量和节约工期。首先需要完善对物项保护、环境清洁的要求，在扣盖过程中建立清洁区，严格管控；其次对全过程进行分析，综合安装施工要求及要点，形成相应的施工方案并严格执行；最后需对安装过程中所存在的风险做到提前预防。
作者：郑文龙 赖世富 张鹏飞 陈伟民 单位：海南核电有限公司工程管理处
