王忠+康春雨

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

【關(guān)鍵詞】變頻離心風(fēng)機；樣機；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 核級變頻離心風(fēng)機組成

核級變頻離心風(fēng)機[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)機主要由機殼、葉輪、集流器、后蓋板、支架、變頻電機、底座等組成，參見示意圖1，風(fēng)機控制系統(tǒng)采用核級變頻柜和核級旁路柜進行交替控制，保障風(fēng)機在核級變頻柜故障時，自動啟動核級旁路柜，維持安全殼兩墻之間環(huán)行空間的負壓在-100～-300Pa的要求，確保安全殼內(nèi)設(shè)備的正常運行，是核電站首臺機電一體化的風(fēng)機產(chǎn)品。

2 設(shè)備制造和試驗過程中質(zhì)量控制重點的剖析

風(fēng)機在制造和試驗過程中的主要檢驗項目和標準要求總結(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，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)機的試驗大綱、設(shè)備技術(shù)規(guī)格書與相關(guān)標準的軸孔泄漏要求[2]是否一致；試驗大綱對風(fēng)機噪聲的測試方法規(guī)定是否詳細；液體滲透檢驗規(guī)程引用的標準與技術(shù)規(guī)格書要求的是否一致；制造圖紙對未注公差的尺寸的極限偏差是否有明確的規(guī)定。

2.2 原材料采購驗收

風(fēng)機的原材料、外購件、外協(xié)件的品種數(shù)量較多，所以質(zhì)量控制項目也較多，例如，對鋼板等材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能要進行入廠復(fù)驗、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，并應(yīng)有符合國家標準規(guī)定的化學(xué)物理性能等等，除了常規(guī)驗收檢查注意事項外，對于本文論述的風(fēng)機，應(yīng)注意對于輻照后性能會有變化的材料，如潤滑油（脂）、密封圈（墊）、油漆、電纜等應(yīng)進行耐輻照試驗，要確保在累計放射性劑量為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)量控制要點外，還應(yīng)注意進行定位焊時，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，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、機殼焊縫無損檢測

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

2.5 葉輪超速試驗

用于檢查葉輪在超過最大工作轉(zhuǎn)速15%時，是否安全運轉(zhuǎn)以及變形量是否符合要求。將葉輪安裝在超速試驗臺或通過用變頻器驅(qū)動風(fēng)機，以超過葉輪最大工作轉(zhuǎn)速15%的轉(zhuǎn)速，進行超速試驗。試驗持續(xù)時間應(yīng)不少于10min；用游標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，鉚釘不得有松動等。

2.6 風(fēng)機泄露測試

風(fēng)機泄露測試用于驗證風(fēng)機外殼和軸孔泄漏是否滿足設(shè)計要求。對于機殼泄漏采用肥皂泡檢查法；對于軸孔泄漏采用流量計測量法。外殼泄漏檢查：按要求接好風(fēng)機測試管線，同時采用盲板將風(fēng)機入口和出口密封；啟動壓縮機向風(fēng)機加壓到風(fēng)機全壓的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、進風(fēng)口用蓋板密封，并按要求接好管路系統(tǒng)；按要求啟動風(fēng)機電機和空壓機，打開或關(guān)閉管路相關(guān)閥門，按規(guī)定逐步加壓到試驗壓力，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)，讀出對應(yīng)流量計的流量即為試驗壓力下的泄漏量。機機殼在1.25倍全壓下進行氣密性檢查，不允許泄漏且無殘余變形；在運行壓力下，每260Pa的泄漏值[3]應(yīng)低于風(fēng)機額定風(fēng)量的0.01%，或小于0.85m3/h的泄漏量，兩者取大者。

2.7 風(fēng)機抗震試驗

對風(fēng)機的本體、變頻柜和旁路柜在模擬地震振動臺上進行抗震試驗，目的是驗證風(fēng)機在規(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)機的剛度、強度以及其在地震載荷作用時和作用后的性能指標，驗證風(fēng)機是否能滿足相應(yīng)的安全功能。

1）抗震試驗前，應(yīng)檢查測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)變片是否按照試驗大綱要求正確布置；

2）抗震試驗前，動態(tài)特性探查試驗，即探查離心風(fēng)機的固有動態(tài)特性即自振頻率、阻尼比[4]等參數(shù)；

3）試驗過程中，記錄設(shè)備輸入運動和設(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)備的動力響應(yīng)信息等參數(shù)；

4）抗震試驗按照給出的樓層反應(yīng)譜，生成人工模擬加速度時程作為臺面輸入波，分別對設(shè)備作5次SL1地震考核試驗（1/2SSE試驗）、1次SL2地震考核試驗（SSE試驗），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)，評價其功能特性；

5）試驗后，再次對設(shè)備作結(jié)構(gòu)完整性的檢查和功能檢查，并與地震試驗前進行比較。

3 總結(jié)與經(jīng)驗體會

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

【參考文獻】

[1]張琦.三代核電機組華龍一號CAV系統(tǒng)核級變頻離心風(fēng)機研發(fā)[EB/OL].《2016年全國首屆核電建設(shè)暖通空調(diào)制冷技術(shù)論壇》，2016.7.9.

[2]李慧君，等.核級離心風(fēng)機在監(jiān)造工作中的質(zhì)量控制[J].電力設(shè)備，2016.12.

[3]NB/T 20039.1-2014，核空氣和氣體處理規(guī)范 通風(fēng)、空調(diào)與空氣凈化[s].

[4]劉凱雁，等.核電廠消氫風(fēng)機抗震性能的振動臺試驗研究[J].核動力工程，2011，32（6）：125-128.

[責(zé)任編輯：田吉捷]