淺析核級(jí)變頻離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)制造和試驗(yàn)過程的質(zhì)量控制要點(diǎn)

王忠+康春雨

【摘 要】本文簡(jiǎn)述了核島通風(fēng)系統(tǒng)的核級(jí)變頻離心風(fēng)機(jī)的組成，剖析了樣機(jī)制造和試驗(yàn)過程中的質(zhì)量控制的重點(diǎn)，總結(jié)了質(zhì)量控制的經(jīng)驗(yàn)，可為后續(xù)類似設(shè)備制造及試驗(yàn)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】變頻離心風(fēng)機(jī)；樣機(jī)；質(zhì)量控制

【Abstract】This paper has a brief introduction about structure composition frequency conversion fan with nuclear class firstly，analyzes whats the quality control key point during prototype machine manufacture and tests secondly，and summarizes some experience for performing high efficiency quality control on following similar equipment manufacture and test.

【Key words】Frequency conversion fan；Prototype machine；Quality control

1 設(shè)備概況

1.1 核級(jí)變頻離心風(fēng)機(jī)組成

核級(jí)變頻離心風(fēng)機(jī)[1]安裝在反應(yīng)堆廠房的雙層安全殼間環(huán)形區(qū)的環(huán)形空間通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)主要由機(jī)殼、葉輪、集流器、后蓋板、支架、變頻電機(jī)、底座等組成，參見示意圖1，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采用核級(jí)變頻柜和核級(jí)旁路柜進(jìn)行交替控制，保障風(fēng)機(jī)在核級(jí)變頻柜故障時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)核級(jí)旁路柜，維持安全殼兩墻之間環(huán)行空間的負(fù)壓在-100～-300Pa的要求，確保安全殼內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行，是核電站首臺(tái)機(jī)電一體化的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品。

2 設(shè)備制造和試驗(yàn)過程中質(zhì)量控制重點(diǎn)的剖析

風(fēng)機(jī)在制造和試驗(yàn)過程中的主要檢驗(yàn)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)要求總結(jié)如下表1所示。

其中易發(fā)生問題的環(huán)節(jié)及其需要特別注意的質(zhì)量控制重點(diǎn)，如下所述：

2.1 消化制造依據(jù)的技術(shù)文件

注意檢查風(fēng)機(jī)的試驗(yàn)大綱、設(shè)備技術(shù)規(guī)格書與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的軸孔泄漏要求[2]是否一致；試驗(yàn)大綱對(duì)風(fēng)機(jī)噪聲的測(cè)試方法規(guī)定是否詳細(xì)；液體滲透檢驗(yàn)規(guī)程引用的標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)格書要求的是否一致；制造圖紙對(duì)未注公差的尺寸的極限偏差是否有明確的規(guī)定。

2.2 原材料采購驗(yàn)收

風(fēng)機(jī)的原材料、外購件、外協(xié)件的品種數(shù)量較多，所以質(zhì)量控制項(xiàng)目也較多，例如，對(duì)鋼板等材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能要進(jìn)行入廠復(fù)驗(yàn)、所用材料均應(yīng)有合格證明，所用材料均應(yīng)指明材料牌號(hào)，并應(yīng)有符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的化學(xué)物理性能等等，除了常規(guī)驗(yàn)收檢查注意事項(xiàng)外，對(duì)于本文論述的風(fēng)機(jī)，應(yīng)注意對(duì)于輻照后性能會(huì)有變化的材料，如潤(rùn)滑油（脂）、密封圈（墊）、油漆、電纜等應(yīng)進(jìn)行耐輻照試驗(yàn)，要確保在累計(jì)放射性劑量為5×104Gy條件下，材料仍能保證其功能。

2.3 焊接工序

焊接工序除了核電設(shè)備常規(guī)焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)外，還應(yīng)注意進(jìn)行定位焊時(shí)，焊工使用的焊材及采用的焊接工藝應(yīng)與產(chǎn)品焊接相同，采用錘擊改善焊接質(zhì)量時(shí)，第一層焊縫和蓋面層焊縫不宜錘擊；焊前應(yīng)將焊縫及坡口表面兩側(cè)不小于20mm范圍內(nèi)的油、水、銹等污物清理干凈。

2.4 葉輪、機(jī)殼焊縫無損檢測(cè)

無損檢測(cè)除了核電設(shè)備常規(guī)探傷質(zhì)量控制要點(diǎn)外，還應(yīng)注意在液體滲透檢驗(yàn)前焊縫不能進(jìn)行噴砂或噴丸處理；在液體滲透檢驗(yàn)期間被檢焊縫和滲透材料的溫度應(yīng)保持在10℃～50℃之間，若液體滲透檢驗(yàn)期間溫度低于10℃時(shí)應(yīng)遵照特殊要求進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.5 葉輪超速試驗(yàn)

用于檢查葉輪在超過最大工作轉(zhuǎn)速15%時(shí)，是否安全運(yùn)轉(zhuǎn)以及變形量是否符合要求。將葉輪安裝在超速試驗(yàn)臺(tái)或通過用變頻器驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，以超過葉輪最大工作轉(zhuǎn)速15%的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行超速試驗(yàn)。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不少于10min；用游標(biāo)卡尺檢查葉輪尺寸的變形量，該值不得大于0.5‰；用5x放大鏡檢查葉輪焊縫不得有裂紋，鉚釘不得有松動(dòng)等。

2.6 風(fēng)機(jī)泄露測(cè)試

風(fēng)機(jī)泄露測(cè)試用于驗(yàn)證風(fēng)機(jī)外殼和軸孔泄漏是否滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于機(jī)殼泄漏采用肥皂泡檢查法；對(duì)于軸孔泄漏采用流量計(jì)測(cè)量法。外殼泄漏檢查：按要求接好風(fēng)機(jī)測(cè)試管線，同時(shí)采用盲板將風(fēng)機(jī)入口和出口密封；啟動(dòng)壓縮機(jī)向風(fēng)機(jī)加壓到風(fēng)機(jī)全壓的1.25倍，壓力穩(wěn)定后，在所有的焊縫和接頭處涂上肥皂液，檢查應(yīng)無任何肥皂泡形成為合格。軸孔泄漏密封：將出風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口用蓋板密封，并按要求接好管路系統(tǒng)；按要求啟動(dòng)風(fēng)機(jī)電機(jī)和空壓機(jī)，打開或關(guān)閉管路相關(guān)閥門，按規(guī)定逐步加壓到試驗(yàn)壓力，用肥皂水檢查所有的管接頭、焊縫、法蘭接合面不得有氣泡出現(xiàn)，讀出對(duì)應(yīng)流量計(jì)的流量即為試驗(yàn)壓力下的泄漏量。機(jī)機(jī)殼在1.25倍全壓下進(jìn)行氣密性檢查，不允許泄漏且無殘余變形；在運(yùn)行壓力下，每260Pa的泄漏值[3]應(yīng)低于風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的0.01%，或小于0.85m3/h的泄漏量，兩者取大者。

2.7 風(fēng)機(jī)抗震試驗(yàn)

對(duì)風(fēng)機(jī)的本體、變頻柜和旁路柜在模擬地震振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行抗震試驗(yàn)，目的是驗(yàn)證風(fēng)機(jī)在規(guī)定的地震載荷作用下及作用后的結(jié)構(gòu)完整性和功能的完好性，考核風(fēng)機(jī)的剛度、強(qiáng)度以及其在地震載荷作用時(shí)和作用后的性能指標(biāo)，驗(yàn)證風(fēng)機(jī)是否能滿足相應(yīng)的安全功能。

1）抗震試驗(yàn)前，應(yīng)檢查測(cè)量典型部位的加速度響應(yīng)、應(yīng)變響應(yīng)的加速度傳感器和應(yīng)變片是否按照試驗(yàn)大綱要求正確布置；

2）抗震試驗(yàn)前，動(dòng)態(tài)特性探查試驗(yàn)，即探查離心風(fēng)機(jī)的固有動(dòng)態(tài)特性即自振頻率、阻尼比[4]等參數(shù)；

3）試驗(yàn)過程中，記錄設(shè)備輸入運(yùn)動(dòng)和設(shè)備典型部位的響應(yīng)；設(shè)備結(jié)構(gòu)各階自振頻率和阻尼比；設(shè)備的動(dòng)力響應(yīng)信息等參數(shù)；

4）抗震試驗(yàn)按照給出的樓層反應(yīng)譜，生成人工模擬加速度時(shí)程作為臺(tái)面輸入波，分別對(duì)設(shè)備作5次SL1地震考核試驗(yàn)（1/2SSE試驗(yàn)）、1次SL2地震考核試驗(yàn)（SSE試驗(yàn)），被試設(shè)備在地震過程中應(yīng)保持工作狀態(tài)，觀察被試設(shè)備的工作狀態(tài)，評(píng)價(jià)其功能特性；

5）試驗(yàn)后，再次對(duì)設(shè)備作結(jié)構(gòu)完整性的檢查和功能檢查，并與地震試驗(yàn)前進(jìn)行比較。

3 總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)體會(huì)

筆者結(jié)合多年的核電風(fēng)機(jī)質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)，在核電常規(guī)的質(zhì)量控制監(jiān)督基礎(chǔ)之上，對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備容易發(fā)生疏漏的特殊質(zhì)量控制要點(diǎn)的進(jìn)行剖析，本文論述的核島通風(fēng)系統(tǒng)核級(jí)變頻離心風(fēng)機(jī)為樣機(jī)，在樣機(jī)制造過程中質(zhì)量更加容易出現(xiàn)失控，一定要監(jiān)督制造廠相關(guān)人員嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)備技術(shù)規(guī)格書、圖紙、制造工藝文件等進(jìn)行制造活動(dòng)，借鑒并汲取質(zhì)量控制要點(diǎn)提高成品率、保障核電設(shè)備安全。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]