核電EPR項(xiàng)目襯膠管道的安裝管理

臺(tái)山核電合營(yíng)有限公司 廣東江門 529228

摘要：本文主要講述了核電項(xiàng)目襯膠管道安裝的概況，結(jié)合安裝實(shí)例重點(diǎn)對(duì)管理思路進(jìn)行論述，分析了EPR項(xiàng)目與CPR項(xiàng)目在襯膠管道施工方面的差異性與可借鑒性，并對(duì)后續(xù)項(xiàng)目管道施工提出建議。

關(guān)鍵詞：襯膠管道施工；施工經(jīng)驗(yàn)反饋；差異性分析；閉合段施工

1 前言

三代核電EPR技術(shù)與二代加CPR1000技術(shù)中均存在襯膠管道的施工，主要包括重要廠用水系統(tǒng)SEC、專設(shè)重要冷卻水系統(tǒng)SRU等，涉及HPX泵房、HPA/C泵房、HG廊道、HL電氣廠房等主要安裝區(qū)域。襯膠管道的安裝相對(duì)于核島其它輔助系統(tǒng)而言，在實(shí)際安裝工作中存在一定的差別，主要體現(xiàn)在安裝管理、技術(shù)支持等方面。與CPR項(xiàng)目不同，EPR項(xiàng)目不銹鋼管與襯膠管連接及襯膠管道的變徑問(wèn)題需進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)，在關(guān)鍵工作如大小頭的襯膠、法蘭連接的特殊性等方面需由設(shè)計(jì)方參與并確認(rèn)施工工藝及檢驗(yàn)方法的正確性，確保管道安裝質(zhì)量。另外，由于安裝管道數(shù)量大、范圍廣，連接方式眾多，兼之復(fù)雜的合同關(guān)系與管理分包，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及施工人員的能力提出了更高的要求。

本文主要針對(duì)SEC系統(tǒng)進(jìn)行講述。核島重要廠用水系統(tǒng)（SEC）是把設(shè)備冷卻水系統(tǒng)（RRI）傳輸?shù)臒崃總魅牒Ｋ校址Q核島的最終熱井，屬電站安全相關(guān)系統(tǒng)。

2 管道施工工藝與流程

2.1襯膠管道預(yù)制

EPR項(xiàng)目襯膠管道的鋼管預(yù)制及內(nèi)襯橡膠工作均由專業(yè)化公司完成，其中襯膠及硫化過(guò)程由其分包商完成。每批次襯膠的最短施工周期（完成所有程序需要的時(shí)間）為12天，外防腐油漆最短施工周期為3天。以下為襯膠施工相關(guān)要求：

施工條件

施工環(huán)境溫度控制在10℃-40℃之間，相對(duì)濕度不大于80%（噴砂時(shí)65%）。設(shè)備基體溫度應(yīng)高于10℃。

施工工序

施工工藝規(guī)范

膠板的施工規(guī)范

BS EN 14879-1（對(duì)金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)造型及金屬基體表面的要求）

BS EN 14879-2/3/4（對(duì)襯膠過(guò)程及檢驗(yàn)的要求）

2.2現(xiàn)場(chǎng)安裝

現(xiàn)場(chǎng)安裝的具體流程如下：

閉合段是管段間的調(diào)整段，主要用來(lái)調(diào)整法蘭平行度，其主要分布于SEC泵吸入口直管段、與CFI循環(huán)水涵道之間的連接管段以及與RRI熱交換器接口等部位（以SEC系統(tǒng)舉例）。按照施工安排，現(xiàn)場(chǎng)先完成非閉合段的安裝，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)余下的閉合段位置進(jìn)行測(cè)量，再將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋給預(yù)制場(chǎng)以進(jìn)行鋼制管道的預(yù)制和襯膠工作，但結(jié)合實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)未采取此種做法。

3 施工經(jīng)驗(yàn)反饋

3.1 施工準(zhǔn)備

廊道由于位置較低，容易滲水，特別是雨季，廊道內(nèi)部常積水，給現(xiàn)場(chǎng)班組帶來(lái)安全隱患，影響施工進(jìn)度。建議在房間接收時(shí)需要關(guān)注防水問(wèn)題，對(duì)廊道的進(jìn)出口位置需要做足夠高的防水墻。

另外，由于支架質(zhì)量大，有的支架重達(dá)5噸，根據(jù)技術(shù)要求部分支架需要花大量的時(shí)間預(yù)熱、后熱，支架的施工時(shí)間延長(zhǎng)。后續(xù)預(yù)埋板上支架是否需要加熱處理的問(wèn)題需提前由設(shè)計(jì)部門作出明確的程序規(guī)定。現(xiàn)場(chǎng)管工、焊工加強(qiáng)配合，互相協(xié)作，減少施工前的準(zhǔn)備工作時(shí)間，提高工作效率。

襯膠管安裝由于閉合段較多，一方面增加了材料管理和協(xié)調(diào)的難度，另一方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人的技能水平要求較高。建議確定閉合段后，及時(shí)梳理所需材料，做好預(yù)留，現(xiàn)場(chǎng)抽調(diào)有經(jīng)驗(yàn)的工人參與施工，技術(shù)員協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)閉合段尺寸，保護(hù)好CFC圖紙，做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。

3.2施工邏輯

SEC管道普遍是重3噸，長(zhǎng)10米；SRU管道一般長(zhǎng)3米，重270kg；一階段支架重達(dá)200KG，二階段管卡的重量在300KG以上，因此襯膠管道施工需要大量的起重吊裝工作協(xié)助。一方面，吊裝工作安全質(zhì)量控制的風(fēng)險(xiǎn)較大，另一方面，廊道建成后，預(yù)留的吊裝孔為長(zhǎng)7.5米，寬1.5米，管道引入時(shí)需要按照安裝順序，仔細(xì)對(duì)照管段的方向，吊裝過(guò)程需要輕拿輕放，工序極為復(fù)雜。為減少吊裝工作，便于施工，在前期需與土建協(xié)調(diào)，房間分步移交，在廊道貫通前進(jìn)行襯膠管道引入。

圖1 襯膠管道引入

襯膠管道的支架，大部是框架式支架，實(shí)現(xiàn)GL、PL等功能。框架的構(gòu)成主要將四塊方鋼垂直焊接在位于土建水平支座上的預(yù)埋鋼板上，再在上面焊接橫向方鋼形成框架。由于法蘭的外徑遠(yuǎn)大于框架尺寸，支架焊接完成后管道難以落位，另一方面，由于方鋼尺寸較大，部分焊縫距離地面近，焊接難度增大。因此現(xiàn)場(chǎng)支架安裝時(shí)，首先將地面上的支架結(jié)構(gòu)焊接完成后最后進(jìn)行與錨固板的固定，且將兩側(cè)垂直物項(xiàng)焊接工作完成后進(jìn)行管道落位，最后完成支架框架焊接。

圖2 支架焊接施工經(jīng)驗(yàn)

閉合段的安裝，實(shí)際安裝過(guò)程中，考慮到閉合段到現(xiàn)場(chǎng)后若有修改，現(xiàn)場(chǎng)將無(wú)法進(jìn)行襯膠，同時(shí)為保證SEC系統(tǒng)的安裝進(jìn)度及閉合段安裝一次合格率，各方商定閉合段采用現(xiàn)場(chǎng)先預(yù)組裝及焊接鋼制管段，然后由預(yù)制公司拉回完成管道的襯膠工作。實(shí)踐證明，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)組裝焊接后再拉回襯膠的方式有效控制了安裝質(zhì)量及進(jìn)度。

圖3 閉合段現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)焊接

3.3施工技術(shù)

密封面對(duì)中：法蘭連接過(guò)程中，要求施加緊固力矩前要保證密封面對(duì)中，但實(shí)際操作中由于制造公差的存在，部分密封墊下移，無(wú)法自由對(duì)中。為解決此問(wèn)題，采用螺柱根部增加臨時(shí)墊鐵的方式保證密封墊對(duì)中，擰緊力矩過(guò)程中取出墊鐵并施加最終緊固力矩的方式，既滿足了施工程序要求，又提高了施工效率，可以在后續(xù)法蘭連接過(guò)程中推廣。

圖4 臨時(shí)墊鐵的使用

法蘭連接使用力矩倍加器：襯膠管連接方式均為法蘭連接，直徑DN900的SEC系統(tǒng)每對(duì)法蘭28個(gè)螺栓，緊固力矩為820Nm。由于緊固力矩過(guò)大，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)需多人協(xié)同作業(yè)，但是由于施工過(guò)程中操作空間狹窄，多人協(xié)同作業(yè)造成工作平臺(tái)擁擠，安全隱患較大。同時(shí)由于必須使用加長(zhǎng)手柄，難以避免的會(huì)發(fā)生手柄與墻壁、襯膠管道的碰撞，影響安裝質(zhì)量。

圖5 襯膠管道法蘭連接

鑒于此，在進(jìn)行襯膠管段法蘭連接時(shí)，利用五倍力矩倍加器配合較小規(guī)格的力矩扳手對(duì)法蘭進(jìn)行緊固。使用倍加器后，由于力矩減小為原來(lái)的1/5，最大緊固力矩減小為160Nm，一個(gè)工人即可完成緊固工作，解決了施工空間擁堵的問(wèn)題，減小了施工安全隱患，提高了安裝質(zhì)量。該方案可作為今后施工過(guò)程中的良好借鑒，應(yīng)用到今后的法蘭連接中。

3.4施工協(xié)調(diào)

施工管理除安全、質(zhì)量與進(jìn)度控制外很重要的工作是協(xié)調(diào)工作，包括與外部單位的協(xié)調(diào)及施工方內(nèi)部協(xié)調(diào)，襯膠管的安裝過(guò)程也是如此。從前期的房間移交、廊道防水到后續(xù)的塔吊使用等都需要各部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)保證施工安全與進(jìn)度。另外由于管道預(yù)制、安裝工作由不同廠家進(jìn)行，需要各部門統(tǒng)籌運(yùn)作。在此列舉預(yù)埋板漏埋與圖紙管理兩個(gè)例子詳細(xì)介紹。

支架施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分預(yù)埋板修改成錨固板，且該錨固板施工不在安裝工作范圍內(nèi)。經(jīng)核查，漏埋預(yù)埋板共400余塊，全部修改為錨固板。由于房間已移交，土建施工存在困難和不確定性，為保證施工工作的連貫性，由安裝部門完成此部分預(yù)埋板的施工工作。

襯膠管預(yù)制由襯膠廠家負(fù)責(zé)，因此圖紙流轉(zhuǎn)須經(jīng)不同公司及各部門，但此舉一方面制約了現(xiàn)場(chǎng)的前期準(zhǔn)備工作，如材料的梳理、施工邏輯的確定等，一方面又無(wú)法保證支架的定位與安裝準(zhǔn)確，綜合以上情況，建議將圖紙同時(shí)分發(fā)各方，開(kāi)展前期準(zhǔn)備及閉合段的預(yù)組裝工作。

4 EPR與CRP施工差異性分析

4.1襯膠管的組成

以SEC系統(tǒng)為例，CPR項(xiàng)目SEC系統(tǒng)管道安裝主要包括陰極保護(hù)管道、襯膠管道、樹(shù)脂管道及鋼塑復(fù)合管道的安裝。陰極保護(hù)管道及管件采用有縫鋼制品，采用陰極保護(hù)加重防腐涂層的聯(lián)合防腐措施。陰極保護(hù)管道每隔30米設(shè)有一個(gè)膨脹節(jié)或者檢修短管，便于補(bǔ)漆人員從兩端進(jìn)入管段。

樹(shù)脂管道現(xiàn)場(chǎng)采取承插方式粘接，承插膠接頭在出廠前靠模具和刀具加工而成，并在運(yùn)輸過(guò)程中加以保護(hù)。樹(shù)脂管道的粘接需在低濕度且無(wú)塵區(qū)域進(jìn)行，用毛刷清理承插口表面。

鋼塑復(fù)合管現(xiàn)場(chǎng)均采用法蘭連接，現(xiàn)場(chǎng)最終采用了供應(yīng)商根據(jù)以往多次工程經(jīng)驗(yàn)而推薦的法蘭墊片壓縮率20-30%的連接要求，經(jīng)系統(tǒng)調(diào)試，管線無(wú)泄露。

EPR項(xiàng)目的SEC管道包括襯膠管道、不銹鋼管道和混凝土管道，襯膠量大、管徑范圍廣（DN50-DN1200）。襯膠管道與混凝土管道連接處多以膨脹節(jié)為緩沖，襯膠管道的連接全部為法蘭連接，橡膠襯里短管的水壓試驗(yàn)在廠家車間進(jìn)行。如果橡膠襯里短管內(nèi)壁在橡膠涂層之前經(jīng)過(guò)噴砂處理，則可用生水進(jìn)行水壓試驗(yàn)。系統(tǒng)安裝完成后橡膠襯里管線應(yīng)用無(wú)油干燥氣（0.2barg）進(jìn)行密封性試驗(yàn)，以檢查法蘭安裝的氣密性。

4.2閉合段的施工

EPR項(xiàng)目借鑒其他項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，閉合段施工也采用現(xiàn)場(chǎng)先預(yù)組裝及焊接鋼制管段，然后由襯膠廠家返運(yùn)完成管道的襯膠工作。實(shí)踐證明，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)組裝焊接后再拉回襯膠的方式有效控制了安裝質(zhì)量及進(jìn)度。但與CPR項(xiàng)目不同的是，由于閉合段的制定原則較為寬泛，因此閉合段的數(shù)量也極大的增加，1#島含有186處閉合段，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人的技能水平要求較高，閉合段尺寸的測(cè)量確定及焊接工作難度較大。

4.3法蘭連接的要求

CPR項(xiàng)目對(duì)襯膠法蘭平行度的測(cè)量方法及要求為：密封墊定位后，用水溶性粘性膠水粘貼到法蘭面上，用塞尺圍繞法蘭外緣相隔90°測(cè)量，如平行度≤0.8mm則接受組對(duì)。

EPR項(xiàng)目對(duì)法蘭平行度的要求為：管道直徑<4”時(shí)，0.2 mm；管道直徑≥4”時(shí)，0.3 mm；與泵的連接件的通用公差應(yīng)為0.1 mm，除非“供應(yīng)商特殊技術(shù)要求單”中有特殊規(guī)定。（后修改為DN>=500，0.5mm；DN<500，0.3mm）

CPR項(xiàng)目襯膠法蘭組隊(duì)采用一個(gè)可壓縮25%的4mm厚密封墊，緊固法蘭使法蘭上的氯丁橡膠襯層和密封墊的壓縮量達(dá)到10%即可，如果在試驗(yàn)期間發(fā)生泄漏，壓縮量可增加至15%。

EPR項(xiàng)目針對(duì)不同尺寸和組成的法蘭給出了明確的力矩值，法蘭連接時(shí)按照管道法蘭安裝的程序執(zhí)行。

4.4法蘭平行度的調(diào)整

CPR項(xiàng)目在襯膠管道安裝時(shí)首先使用楔形模擬件調(diào)整法蘭平行度，然后按照模擬件尺寸機(jī)加工玻璃纖維楔形墊塊，最終連接法蘭，滿足平行度和緊固要求。

EPR項(xiàng)目襯膠法蘭連接中無(wú)玻璃楔形墊塊的存在，法蘭剛面直接接觸，只能通過(guò)調(diào)整管道滿足平行度要求，因此安裝難度極大。現(xiàn)場(chǎng)主要通過(guò)常規(guī)方式如冷矯形、管道落位，提高閉合段預(yù)組裝過(guò)程中測(cè)量精度來(lái)滿足平行度要求，這也成為襯膠管安裝過(guò)程中的一大難點(diǎn)，也是后續(xù)施工過(guò)程中需重點(diǎn)關(guān)注和反饋的步驟。

5 結(jié)束語(yǔ)

襯膠管道安裝技術(shù)與管理涉及核電站建設(shè)的方方面面，無(wú)法在本文中全面詳述，還有許多值得進(jìn)一步深入研究的領(lǐng)域，同時(shí)本文僅僅是本人在某些CPR項(xiàng)目及EPR項(xiàng)目工作后的一些觀點(diǎn)，難免存在不足，敬請(qǐng)專家領(lǐng)導(dǎo)指正。