AP1000屏蔽電機主泵關鍵部件質量控制

孫學森

摘 要：近年來，國家科學技術水平呈上升趨勢發展，不僅為各行業領域的發展提供了有利條件，還間接的改善著人們的生活，促進著國家經濟可持續發展。電機制造領域在國家的發展中扮演著非常重要的角色，也是國家生產與建設工作順利開展的基礎。在近幾年的發展中，很多電機制造團隊不斷加強對AP1000屏蔽電機研究的重視，并對其中涉及到的關鍵部件進行了全面的分析與研究，以此來提高屏蔽電機整體的質量。本篇文章就AP1000屏蔽電機主泵關鍵部件質量控制方面的內容進行簡單的論述，希望能對相關人士的研究工作有所幫助。

關鍵詞：屏蔽電機；主泵；關鍵部件；質量

主泵關鍵部件的質量控制工作是AP1000屏蔽電機制造過程中最重要的部分，也是影響屏蔽電機后期使用效果的關鍵因素。由于近年來，很多新型的科學技術手段涌入社會的發展中，所以相關制造團隊為了提高AP1000屏蔽電機整體的質量和使用效果，不僅在控制關鍵部件質量的同時，深入的研究關鍵部件的性能和設計理念，同時還將一些先進的技術手段應用到了屏蔽電機的制造與質量控制工作中。但目前AP1000屏蔽電機主泵關鍵部件的質量控制工作在實際開展的過程中，還是會由于一些因素的影響而出現問題，所以需要相關科研部門能夠提高對關鍵部件質量控制工作的重視。

1 AP1000屏蔽電機主泵概述

AP1000反應堆冷卻劑泵（簡稱主泵）是美國柯蒂斯懷特流體控制公司所屬的EMD工廠依據前期軍堆的使用經驗和三代核電技術要求，專門為1000MW核電機組設計的屏蔽電機主泵。AP1000反應堆系統設計為兩個回路，每個回路的蒸汽發生器底部各懸掛兩臺主泵。主泵電機內腔室、泵腔室及一回路連通，電機殼體與泵殼共同組成主泵的壓力邊界，如圖1所示。

為實現屏蔽主泵的無泄漏、高轉動慣量、免維修性等先進設計理念和功能，必須對主泵結構、材料等進行優化設計。如，為防止冷卻劑與定轉子鐵芯接觸受到侵蝕，定子內壁和轉子外圓分別焊接一個薄壁屏蔽套；為獲得高的轉動慣量，在有限的腔室空間內設置兩個烏金飛輪；為在沒有頂軸和止逆裝置的冷卻劑中支撐主泵轉子，設置了帶有預緊力的推力軸承。上述幾種部件對保持屏蔽電機主泵的先進性和安全性發揮著至關重要的作用。

AP1000首堆主泵在制造過程中出現了一系列質量問題，其中屏蔽套、飛輪、軸承等主要部件質量問題較多，是監造質量控制的重點。本文結合前期項目的典型質量案例對問題的成因進行了分析，并從技術和管理的角度提出應關注的質量控制要點。

2 AP1000屏蔽電機主泵關鍵部件質量控制要點

2.1 軸承的質量控制要點

軸承是AP1000屏蔽電機主泵中最基礎的關鍵部件之一，也是保證屏蔽電機質量和正常運行的關鍵。所以注重軸承的質量控制內容，對AP1000屏蔽電機研究工作的開展有著重要的影響。其主要質量控制要點體現在以下幾個方面：第一，因為屏蔽電機的軸承是以組件形式體現出來的，而且軸承組件中涉及到的零部件數量比較多，零部件的種類也比較復雜。所以相關工作團隊不僅要對軸承組件中的零部件進行全面的了解和掌握，同時還要確保零部件的精準度。另外在安裝軸承組件的過程中，相關工作人員還需要對各零部件的尺寸、材質和型號等內容進行嚴格的檢查，對存在問題的零部件進行及時的處理，這樣才能在做大程度上保證軸承的質量。第二，相關工作團隊在組建屏蔽電機軸承的過程中，還要對軸套表面的等離子硬質合金厚度進行有效的控制。根據相關數據顯示，合金厚度控制在0.25mm到0.76mm之間是最理想的狀態，因為這種范圍的厚度能夠在最大程度上降低對軸套便面強度的影響，所以需要相關工作團隊注重對硬質合金厚度的控制。第三，在進行軸承涂層的過程中，相關工作團隊還需要提高對涂層粘連性強度的重視。因為軸承涂層很容易受到污染物質的影響而在后期運作過程中出現涂層開裂或表皮脫落等情況。所以在進行涂粉的過程中，相關工作人員需要對涂粉材料的質量、涂粉方式和涂粉工藝進行合理的完善與改進，以此來提高軸承涂層整體的質量。

2.2 飛輪的質量控制要點

飛輪在屏蔽電機的主泵中起著轉動慣量支持的作用，是確保屏蔽電機平穩運作的關鍵因素。飛輪的質量控制要點體現在以下幾個方面：第一，卡環是飛輪中的重要構建，在加工卡環的過程中，相關工作人員需要對冷卻劑的使用加以控制，同時還要對污染物的防治工作提高重視，以此來保證卡環的質量。第二，利用高強度的馬氏體不銹鋼卡環的預緊力來實現對鎢合金塊的約束。對加工精度、加熱溫度、套裝時間的控制是關鍵，一定要做好先決條件的檢查、工藝文件的驗證和過程質量控制的旁站監督工作。第三，飛輪最終封裝前要進行超速試驗，外側使用不銹鋼材料進行封裝，進行氦檢漏，內部最終要充氮氣，提高抗應力腐蝕能力。

2.3 屏蔽套的質量控制要點

為保證屏蔽套最終直徑尺寸控制在公差范圍內，從下料開始，嚴格監督按照屏蔽套周長采用精密裁剪的方式剪切為兩塊鋼板坯料，過程必須旁站監督與坯料尺寸復驗。通過精密卷筒和精密焊接方法將兩塊坯料加工為成型的屏蔽套后，監造人員應監督工序檢查員用π尺對兩端直徑進行尺寸檢查，嚴格將直徑公差要求控制在0.076mm左右，這是屏蔽套制造的關鍵技術之一。如屏蔽套尺寸過小，系統卸壓時，尤其是快速卸壓時，屏蔽套容易出現鼓包。同理，如果轉子屏蔽套尺寸過大，將導致與轉子鐵芯預緊力不足；如果尺過小，將導致屏蔽套裝配困難。定子屏蔽套與定子鐵芯內徑為間隙配合，此間隙很小且由于屏蔽套的長、薄等技術配難點，故將屏蔽套導入定戶鐵芯操作前，監造人員應要求制造廠制定操作規程并嚴格監價其按批準的規程進行操作，以防定子鐵芯及陶瓷片和屏蔽套之間的摩擦對屏蔽套造成損傷甚至屏蔽套的報廢。

3 結束語

就目前AP1000屏蔽電機的研究狀況來看，雖然相關科研團隊已經能對主泵關鍵部件的設計原理和運作方式方面的內容有所了解與掌握，同時還能將一些先進的科技手段應用到主泵關鍵部件的制造與生產中，以此來確保關鍵部件的質量。但是仍然有部分電機制造團隊在實際制造屏蔽電機的過程中，不能對主泵關鍵部件的質量進行有效的控制。另外一些制造團隊還會相應的忽略質量控制過程中存在的問題和不足之處，從而降低了關鍵部件的質量，影響了AP1000屏蔽電機的運作效果。所以在未來的發展中，電機制造領域需要提高對關鍵部件質量控制工作的重視，同時還要及時處理質量控制工作中存在的問題，以此來保證電機后期的使用效果。

參考文獻

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