申伽奇

摘 要：核電廠建設(shè)當(dāng)中，必須要注重管道設(shè)計(jì)工作，其中彎管工藝在管道設(shè)計(jì)中具有重要意義。彎管工藝可以有效改善管道形狀、施工走向，具有阻力小、耐壓強(qiáng)、伸縮性好等優(yōu)勢(shì)。基于此，本文首先提出彎管工藝原理，進(jìn)而探究彎管工藝在核電廠管道施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：彎管工藝;核電廠;應(yīng)用;工藝原理

引言

核電廠建設(shè)中的施工工藝十分復(fù)雜，其中涵蓋了管道、設(shè)備兩個(gè)主要部分，特別是管道設(shè)施可以輸送流體物質(zhì)，良好的管道體系可以保證核電廠運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性，這就需要全面提升核電廠的管道施工質(zhì)量。核電廠管道設(shè)計(jì)要結(jié)合工程運(yùn)行實(shí)際要求、空間布局、熱膨脹效益等藝術(shù)，在管道設(shè)計(jì)中難免不會(huì)碰到管道走向改變的情況。在過去，想要改變管道走向必須要采用彎頭技術(shù)，但存在著一定局限性，如改變管道走向容易泄漏、工藝難度大等，這也促進(jìn)了彎管工藝的形成。

1.彎管工藝原理

彎管工藝可以劃分為熱彎管、冷彎管，其中熱彎管主要是采用感應(yīng)加熱彎管，也就是通過測(cè)量手段找到管子加熱點(diǎn)，通過高頻電源加熱管道周圍方向的狹窄地帶，讓彎管溫度提升到可彎曲條件，并逐漸緩慢的推進(jìn)，這樣在管子加熱區(qū)受到彎矩作用影響，會(huì)讓加熱區(qū)讓管子沿著預(yù)設(shè)軌道推動(dòng)，產(chǎn)生具備一定曲率半徑、角度的彎管，為了控制角度與半徑參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要在預(yù)熱前制作好標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的胎具，從而實(shí)現(xiàn)彎管加工。冷彎管制作是在一定溫度下，將管子沿著胎具逐漸向外拖拽，在此過程中會(huì)逐漸形成角度和曲率半徑，整個(gè)加工流程無需加熱，在不改變材料組織結(jié)構(gòu)前提下，可以有效降低資源消耗量。

2.彎管工藝在核電廠應(yīng)用研究

2.1 彎管設(shè)計(jì)

在核電廠設(shè)計(jì)當(dāng)中，必須要結(jié)合核電廠管道系統(tǒng)情況，確定核電廠管道設(shè)計(jì)理念。結(jié)合RCC-M、ASME設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高核電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。其中，RCC-M設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，設(shè)計(jì)中從最小壁厚、橢圓度、壁厚減薄量展開技術(shù)操作，可以保證彎管整體質(zhì)量[1]。ASME規(guī)定了最小厚壁、橢圓度標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范有一定差異，在數(shù)據(jù)層面上RCC-M更加豐富、全面，符合當(dāng)今核電廠建設(shè)操作規(guī)范，但實(shí)際還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況選擇標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)常態(tài)化，提出了管道彎曲最小壁厚參考值，二者也都提出了統(tǒng)一的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 彎管的實(shí)際應(yīng)用

核電廠施工管道設(shè)計(jì)工作非常多，由于要傳出大量的管道物質(zhì)，因此必須要做好管道設(shè)計(jì)工作，從而滿足核電廠的運(yùn)行要求。通常情況下，在設(shè)計(jì)核電廠管道中，要做好施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研工作，在相同條件下，能使用彎管的部分絕不使用彎頭，利用彎管平滑性可以降低液體流動(dòng)阻礙，還可以減少焊接數(shù)量，確保管道體系的密封性、安全性。在實(shí)際應(yīng)用中，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇好施工工藝。針對(duì)間直徑不足60.3mm管道必須要采用彎管工藝，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)方案，確定加工參數(shù)。為了保證液體的傳輸效果，要做好45°、90°曲率管道設(shè)計(jì)，可以采用標(biāo)準(zhǔn)彎頭或彎管，要根據(jù)流體傳輸狀況合理選擇，確保可以達(dá)到核電廠使用需求。

為了保證管道工程施工質(zhì)量，握過提出了核電廠管道布置標(biāo)準(zhǔn)，在彎管施工工藝標(biāo)準(zhǔn)中表明，彎管曲率半徑為5.0D以上，則彎頭彎曲半徑在1.0-1.5D之間[2]。要根據(jù)核電廠占地面積設(shè)置管道轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)，盡可能減少?gòu)澢O(shè)計(jì)量。管道設(shè)計(jì)、安裝要事先考量核島內(nèi)置空間，此時(shí)多數(shù)是采用彎頭。新時(shí)期下，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與突破，大口徑彎管彎曲半徑通常在3D以上，可以滿足決案核電廠管道工程使用要求，并且當(dāng)今彎管應(yīng)用條件不斷放寬，技術(shù)更加全面，彎管工藝效益也變得愈加明顯，保證了管道工程施工效果。

2.3彎管工藝應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

核電廠施工工藝尤為復(fù)雜，為了確保核電廠管道工程持續(xù)進(jìn)行，要設(shè)計(jì)合理的施工方案，做好管道布局，滿足核電廠傳輸要求。在核電廠施工中，條件允許條件下都是采用彎管工藝，可以保證核電廠管道系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。彎管工藝在實(shí)際應(yīng)用中效益非常好，相比彎頭工藝來說，其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：

（1）安全性高。核電廠管道設(shè)計(jì)中，要提前做好管道設(shè)計(jì)，包括彎管規(guī)格、彎管數(shù)量。彎頭要對(duì)兩側(cè)進(jìn)行焊接，保持密封性。彎管設(shè)計(jì)可以有效減少焊縫數(shù)量，不僅能夠降低人、財(cái)、物消耗量，還可以提升安全等級(jí)，保證物質(zhì)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。這是由于焊縫區(qū)在運(yùn)行中會(huì)受到自然環(huán)境影響出現(xiàn)質(zhì)量問題，這也是彎管安全性能高的重要原因。

（2）減少流動(dòng)阻力。彎管相比彎頭的曲率更大，因此可以提升管道內(nèi)部液體流動(dòng)速率。同時(shí)根據(jù)不同液體性質(zhì)差異，還可以有效降低流體運(yùn)行方向?qū)艿辣诘牟粩鄾_刷，減少液體沖擊產(chǎn)生的振動(dòng)，保證物質(zhì)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。結(jié)合管道彎曲和彎曲半徑應(yīng)力關(guān)系（正比關(guān)系），而彎管施工主要是為了減少阻力，保證液體流動(dòng)的穩(wěn)定性，不同液體的重力、壓強(qiáng)不同，為了降低阻力，必須要做好彎管設(shè)計(jì)，這樣管內(nèi)液體可以保持勻速流動(dòng)，減少管道液體流動(dòng)阻力，有助于提高核電廠的整體運(yùn)行效益。結(jié)合數(shù)據(jù)分析表明，90°彎頭局部阻力系數(shù)為0.25，90°彎管局部阻力為0.2，阻力降低效益較為明顯[3]。

（3）降低施工成本。核電廠建設(shè)必須要能夠保證運(yùn)行安全，同時(shí)還要營(yíng)造良好的經(jīng)營(yíng)情況。在施工安全檢查中，其檢測(cè)重點(diǎn)就是焊縫質(zhì)量檢查。使用彎管工藝，在后期使用、維護(hù)當(dāng)中可以減少焊縫檢驗(yàn)工作量，降低運(yùn)維成本，特別是在檢驗(yàn)當(dāng)中采用無損檢測(cè)技術(shù)可以進(jìn)一步降低工作量，在不斷降低經(jīng)營(yíng)成本基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更多的運(yùn)營(yíng)價(jià)值。

2.4 彎管驗(yàn)收

彎管驗(yàn)收除了要滿足彎管設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之外，還需要滿足彎管驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，RCC-M和ASME中對(duì)彎管成形提出了標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，ASME僅對(duì)成形后橢圓度、最小壁厚度尺寸提出了具體要求，RCC-M除了的提出了與ASME相同的驗(yàn)收要求外，還額外增加了不同RCC-M等級(jí)彎管成形前后的無損檢測(cè)要求，因此RCC-M的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)更加具體、更加細(xì)致，推薦采用RCC-M驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)來保證核電廠工程的建設(shè)安全[4]。

在無損檢測(cè)當(dāng)中，需要從兩個(gè)方面出發(fā)：（1）成形前無損檢測(cè)。要對(duì)試件進(jìn)行目視檢查和尺寸檢查，確保滿足設(shè)計(jì)文件規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)需要成形操作區(qū)域采用液體滲透試驗(yàn)方案。（2）成形后無損檢驗(yàn)。要對(duì)成形區(qū)域進(jìn)行目測(cè)和尺寸測(cè)量檢查，保證成形后可以滿足設(shè)計(jì)方案標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在彎管內(nèi)彎曲半徑范圍存在的褶皺情況，要測(cè)量褶皺峰頂、谷底之間的間距，并且不得超過直徑規(guī)格的3%、不超過相鄰峰頂間距的1/12。圓度偏差不得超過8%。

結(jié)束語

綜上所述，彎管技術(shù)在長(zhǎng)期發(fā)展中不斷改進(jìn)，在核電廠領(lǐng)域的應(yīng)用也愈加廣泛。核電廠彎管技術(shù)除了能夠減少焊縫數(shù)量，同時(shí)也可以保障核電廠管道工程運(yùn)行安全，減少了檢測(cè)工作量，降低了人、財(cái)、物的損耗，這對(duì)提升核電廠運(yùn)行效益有著重要意義。彎管加工主要是在車間進(jìn)行，還要有生產(chǎn)工藝、制度層面的保證，這也是彎管等產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉加志. 彎管工藝在核電廠管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件， 2017（24）：34-35.

[2]趙仲江. 彎管工藝在核電廠的應(yīng)用研究[J]. 化工管理， 2017（23）：101-103.

[3]段靈利. 關(guān)于核電廠管道設(shè)計(jì)中彎管工藝的應(yīng)用探析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2018， 253（33）：120-121.

[4]王磊， 王增琛， 程超， 等. 管道彎管工藝在核電廠的應(yīng)用分析[J]. 華電技術(shù)， 2015， v.37;No.278（09）：105-106.