反应堆厂房环行吊车钢牛腿安装质量控制
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摘要：某核电站反应堆厂房环行吊车钢牛腿在安装过程中，对施工工艺的合理性进行了完善，对施工过程中影响安装质量的重要工序进行分析并重点控制，保证了施工质量，提高了工作效率，供今后同类工程参考。
关键词：反应堆厂房安全壳钢衬里钢牛腿质量控制
1. 前言
近年来，核电建设的加速发展，在建设过程中反应堆厂房钢结构安装是重要环节之一，反应堆厂房环行吊车钢牛腿（以下简称“环吊钢牛腿”）是重要的承载构件，安装在安全壳钢衬里第十一段筒体上，共36个，用于支撑装卸核燃料及设备用的环行吊车，其核安全等级为2级，质保等级为QA1级。环吊钢牛腿安装精度要求较高，其安装质量直接影响到后期环行吊车的顺利安装及后续反应堆厂房主设备的顺利引入，且施工过程中开孔大、数量多、易发生应力变形，操作空间小，施工难度较大。
在近些年的核电建设过程中，环吊钢牛腿的安装过程中经常出现精度超差现象，给后续施工带来诸多不便，鉴于核电建设的重要性，我们坚持以预防为主、重点进行事前控制，本文以某核电站环吊钢牛腿安装过程为例，论述此类钢结构安装过程中需要控制的重点、缺陷产生原因及预防措施，有效地保证施工质量始终处于受控状态。
2. 质量控制
2.1施工先决条件条件检查
为了保证环吊钢牛腿安装施工作业顺利进行，正式安装前应进行先决条件检查，各项条件满足后方可进行施工作业。
2.1.1 相应焊接工艺评定已完成并经过审查批准使用，并转化为适合牛腿焊接的焊接工艺卡。
2.1.2 安全壳钢衬里环吊牛腿现场安装焊缝采用焊材必须复验合格，符合相关采购技术规格书的要求。
2.1.3 施工单位管理人员及施工人员配备齐全，所有人员都应进行质保培训和相应技术、安全交底。参加钢衬里环吊牛腿安装焊接的焊工和焊接操作工应具备能完成相关工作的能力和经验且必须取得符合 HAF603 规定的资格证书，无损检测人员必须取得符合 HAF602 规定的资格证书，且在有效期内方能上岗操作。
2.1.4 安装用设备状态完好，计量器具经过计量标定，且在有效期内，并能够满足施工需要，工机具规格型号与施工方案保持一致，焊接设备与施工方案一致且能够被焊接工艺评定范围覆盖。
2.1.5 环吊钢牛腿车间制作已经完成，并经过监理验收同意出厂。出厂的钢牛腿上正确、明晰表明安装十字线并经检查无误。
2.1.6 环吊牛腿安装前，钢衬里12段筒体安装焊接完毕，钢衬里筒体混凝土需浇注至第17层（混凝土上表面标高 32.040m），以确保环吊牛腿安装时筒体整体稳定性，施工现场具备安装条件。
2.2 施工过程控制
2.2.1 定位放线
施工单位进行环吊钢牛腿安装放线工作，在测量过程中基准点内区域非工作人员不能随意走动，必要时进行隔离或挂设警示牌。画出环吊钢牛腿安装十字线及外形尺寸线后，监理人员需监督施工单位对所画外形尺寸线位置及尺寸正确性进行确认，并核实环吊钢牛腿上盖板位置线的准确性。
2.2.2 安全壳钢衬里筒壁开孔
验线工作完成后，施工单位按照环吊钢牛腿外形线在安全壳钢衬里筒壁上进行开孔，这是整个安装过程中最重要的工序，由于开孔大（1.2m宽×1.65m高）、数量多（36个），极易产生应力变形，应采取对称开孔，避免开孔位置集中在一侧，造成筒体受力不均匀产生变形，切割时必须按照施工方案，留余量5cm左右，然后将环吊钢牛腿吊装到位进行预拼装，然后按照环吊钢牛腿实际尺寸再次划线，然后退出环吊钢牛腿进行二次切割，二次切割时至少留3mm打磨余量，以便去除切割痕迹。打磨痕迹修磨完成后，按照图纸要求进行坡口的修磨。
2.2.2 组对
修磨好坡口后由测量人员配合，进行环吊钢牛腿的精确调整组对工作。因钢衬里壁板与环吊牛腿加厚板的环向弧度不一定吻合，组对时应注意控制错边量，确保焊接后的圆滑过渡，严格控制组对间隙2.5±1mm。
2.2.3 焊接
正式焊接前应对坡口进行相关无损检验，坡口表面必须保证光洁平整，坡口表面和两侧边缘母材邻近区域足够跨度范围内 （不少于 20mm）应洁净，无水、氧化物、油污和其他有害杂物。检验合格后进行正式焊接。焊接必须严格按焊接工艺卡及相关技术规格书执行。采取两侧立焊缝-上部横焊缝-下部横焊缝的焊接顺序。两侧立焊缝采取分段退焊法焊接，分三段，先中间，再上段后下段，两条立峰对称焊接；上下部横焊缝采取从中间向两端退焊法焊接，这样焊缝全长受温度应力较小，引起的焊接变形也相应减小。
2.2.4 焊后无损检测
焊接完成后应对依据相关要求对焊缝进行目视、液体渗透、射线检测等无损检测，确保焊接质量满足要求。
2.3 安装过程中易出现的问题及处理措施
根据以往核电建设钢结构施工经验，经分析可得影响环吊钢牛腿安装精度主要有以下因素：安全壳钢衬里筒体的安装精度；环吊钢牛腿测量定位精度；环吊牛腿开孔顺序及数量；合理的焊接工艺；其他影响安装精度因素。
2.3.1 环吊牛腿上盖板标高和半径安装精度要求比较严格，由于环吊钢牛腿是安装在δ=6mm安全壳钢衬里筒壁上，筒体安装精度直接影响了牛腿的安装质量，影响到后期环行吊车的顺利安装，而筒体在焊接过程中呈收缩的趋势，所以从一段将筒体开始，将安装偏差控制在-10mm至+30mm，并在安装前对环吊钢牛腿安装部位半径及圆弧度进行复测，为环吊牛腿安装质量奠定了坚实的基础。
2.3.2 由于环吊钢牛腿在车间制作过程中由于焊接可能会产生局部变形，所以定位外形尺寸线时依据制作完成后的实体进行测量，并逐一做好标识和记录，在安全壳钢衬里筒壁上也做好标识与之一一对应，保证对号入座。
2.3.3 为了减少安全壳钢衬里筒壁在开孔过程中产生的变形采取分散对称开孔法，36个孔分为三批次开完，第一批次开孔每间隔3个开一个，第二次开孔每间隔1个开一个，第三次对称分散开剩余孔。
2.3.4 环吊牛腿开孔和焊接工序是整个安装工作的重点和难点，监理人员对这两项工序采取了旁站监督，保证施工质量处于受控状态。36个牛腿应根据安装顺序采取共轴对称的方法实施焊接。焊接环境出现下列任一情况，必须采取有效措施，否则禁止施焊：手工焊时风速大于 8m/s；相对湿度大于 90%；雨雪直接袭击的环境；.焊件温度低于 5℃时。
2.3.5 单个环吊钢牛腿重约2.43吨，在筒体上属于偏心受力构件，弯矩较大，在自重作用下可能使牛腿现场焊缝区域的筒体板产生局部波浪变形，所以在12段筒体上方固定一圈环向槽钢，将牛腿与环向槽钢通过焊接斜拉杆进行固定，以抵消部分偏心力，在牛腿下部支设千斤顶，尽量保证达到力矩平衡。
3 结束
通过对施工工艺进行完善，加强过程监督，做好事前控制，做到施工方案、质量计划能正确指导施工，既提高了工作效率，又有效地保证了环吊钢牛腿安装质量，确保了核电站的建设安全，赢得了工程公司和业主单位的认可，为同类工程建设提供参考。
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