核电站大型钢结构件厂内制作控制

核电站大型钢结构件厂内制作控制
摘要：自改革开放以来，我国综合国力不断增强，国际地位显著提高，国内经济生产总值不断攀升，国家加大工业化建设。

由于工业企业对于电力资源和储备要求较高，为保障有效降低燃料燃烧造成的污染，国家不断开拓新型发电模型，核电属于清洁能源，能够减少环境污染，且核电站能够减少染料成本，使用较为方便，所以核电站建设不断增大。

虽然核电站在发电过程中对空气污染较小，但在整体构建时，需要严格注意组建架构制作工序，避免自身存在安全隐患，一旦核电站发生泄漏，后果不堪设想。

为保证核电站构建能够高质量完成，本文将详细分析大型构件厂内制作技术，为技术人员提供数据参考，推动核电事业安全稳定发展。

关键词：核电站大型构件；拼装技术；钢结构
从核电站施工结构出发，其筒状结构总体重量大、尺寸大，使用重心偏高，且容易变形（见图1），这就要求施工人员需要到现场完成安装工作，其中翻转和拼接工作是施工过程中的重大挑战，也是整体安装的重点、难点。

因此，技术人员要结合施工场地以及材料特征建立完善的安装方案，在组对过程上，要结合尺寸控制点完成工作；在焊接和翻转过程中，需要严格注意形变问题，通常使用防变形工装；最后需要把握质量问题，需要根据材料情况制定细致的质量控制方案，严格按照预计计划执行，当出现偏差时，需要及时调整，分析原因，重新规划方案。

图1筒状外观
“国和一号”，自2008年启动研发项目以来，历经多年研究完善，建立了顺应国际发展的三代核电自主研发创新和产品供应链体系，多项技术成果和制作工艺在国家核电事业发展中崭露头角，填补核电事业的空缺。

该项目在引进国外先进的三代核电技术的基础上进行消化吸收，融合国内大型压水堆核电专项研发成果以及自主知识产权的先进核电型号建立而成。

该核电机组预计使用寿命可达60年，相比二代技术，其发生严重事故的概率明确减少，它具有经济性能好、安全系数高等特点，它能够为日常生活和工业生产提供大量电能，其环保效益明显，预计每年减少二氧化碳排放量900多万吨。

1.
工程描述
国和一号是在国际先进三代核电技术基础上结合国内先进压水核电站技术产生的大型先进核电型号。

本文将详细分析主厂房及输配电系统工程项目，其组成形式由柱梁撑和钢性筒体结构组成（见图2，3），其中筒体可达几十米，需要分成三段完成整体运输工作，在运输过程中，需要将筒体与平台分开运输。

在现场安装时，需要严格遵守国际焊接标准完成焊接工作，要求技术人员必须掌握相关焊接技术，在安装前需要对焊接设备、焊工、环节环境等问题进行详细分析，做出相关要求，保障安装工作安全高质量运行。

图2
图3
1.
工程制作技术难点及措施
1.
技术难点
1.
由于核电站属于大型工程项目，为保障较强的支撑能力和稳定性，所选用的组装构件庞大，这就导致构件运输工作比较困难、复杂。

2.
大型器件的拼接工作是保障工程质量的重点，但在实际焊接流程极其复杂，对焊接技术要求较高，整体焊接必须符合技术规范。

3.
为保障核电站质量，要求组装材料符合国家标准，对筒体垂直度、形变度以及法兰的密封性要求极高。

4.
需要严格要求筒体总装及定位精度。

1.
安装措施
1.
为保障焊工能够精准完成焊接工作，企业应及时开展焊接技术培训工作，落实焊接技术参考文献，技术人员应该完成焊接质量检测、返修等工艺评定，制定焊接标准，建立、完善焊工使用器具和辅助材料的管理文件。

2.
明确焊接技术检测方法，正式施工前选用先进的焊接检测一起，及时对焊缝进行跟踪检测，保障实时质量，技术人员应及时完成设备升级及仪器维护。

3.
技术人员应充分结合施工场地情况，建立完整的工艺编制书和审核制度，尽可能罗列容易发生的危险源，保障工程顺利开工，施工过程中严格把握质量控制手段提高工序质量。

4.
此类承重结构，在制作过程中需要严格把控原材料质量，在编制工艺前应该制定完整性高、可执行能力强、符合建筑标准的指导文件，焊接技术文件需要参考大量文献以及国内外组装标准进行编写。

1.
核电站大型构建制作流程
国家对于核电站建筑工程要求极高，所以要求在构件安装过程中仔细处理每一个细节，对安装好的部分进行反复核对，整个安装过程应严格遵守程序文件完成整体工作。

结合筒体自身特点，对焊接技术要求较高，为保障工程施工质量，需要加强焊接质量，应该在正式工作前，完成焊接工业评级制度，根据实际优化安装、检测、返修等程序的文件。

通过国和一号构件制作，推广出大部分核电构件制作工艺和关键技术控制点（见图2）。

图2制作工艺流程
1.
单元件下料
在构件正式组装之前需要根据相关技术标准，结合施工现场情况，制定出单元件下料、开坡口、零件板以及原材料安置的流程方案，保障实际施工工作更够有序进行。

其具体制定标准如下：
1.
在整体施工过程中所有的建筑板材零部件必须利用切割机完成下料工作，技术人员根据零件参数完成零件偏差表。

2.
板材部分零部件必须采用排版下料方式完成，在使用过程中必须注意标注检查线位置。

3.
为完成筒体主板排版，必须沿辊弧方向上的每个端头预留200毫米间距充当辊弧压头料，而板材宽度方向（即筒体长度方向）预留一定空间距离，保证工程下料后能够留有0~1毫米余量。

4.
由于建筑构造重量大，所以应将筒体部分的法兰根据施工预案以及相关图纸完成分段，段数基本为四段，在正式下料过程中，必须保障法兰间距与图纸完全吻合，技术人员应该及时做好核对工作，避免出现误差。

5.
法兰本身需要标注不同角度刻度刻度线，例如0°、90°、180°、360°。

在相邻两个法兰焊接过程中需要保证焊缝错缝。

6.
正式下料时，需要将材料码和零板件编号分开存放，具体地区需要根据前期程序文件要求安放，整个流程必须遵守预期文件。

1.
单元件组装
根据相关施工技术标准规定，实际工作当中，筒体各组件间误差必须符合技术要求，其具体误差间表1、表2.
表1组装时误差
项目允许误差范围
对口错边t/10，且不大于3.0
间隙±1
搭接长度±5
缝隙 1.5以内
表2零部件及制孔误差
项目允许公差
零件宽度及长度部件宽度小于7000；±2
部件长度不小于7000；±3
带端部底板零件部件长度小于7000；+0，-2
部件长度不小于7000；+0，-3
部件长度L≤1000；±1其他板、加强板、开槽、切割等
贡茶
部件长度L>1000；±L/100,最大
值为±5
切割面平面度型钢H≤200时，b=0.5
H>200时，b=0.5+（H-200)/1000
端面H≤200时，b=1
板 H>200时，b=0.5+1.25（H-
200)/1000
割纹深度±3
局部缺口深度 1.0
筒体连接法兰平整度0.5+（R-200)/1000（R为法兰直
径）
制孔误差根据技术指标要求C级加工，其
直径偏差为0~1，圆度偏差为2，垂直
度偏差为0.003t，且不应大于2螺栓孔距±1.5
每段筒体垂直度H/1000，最大为20（H为筒体长
度）
筒体整体高度偏差H/2000，最大±50（H为筒体整
体高度）
筒体椭圆度0~21
外部周长偏差0~+6
相邻谅解焊缝错开结合实际设计需求执行
焊接质量标准及检测方法根据国际焊接程序步骤进行
1.
在实际拼接过程中，需要严格控制法兰组装时直径度，相互连接的法兰必须属于同一型号和批次，属于同一组内，两部分需要同时组装，有利于对法兰间的错缝和刻度进行标识，当组装完毕后，需对各个部分的法兰进行编号，方便区分法兰，有利于确定钻孔位置。

保证二者相匹配。

2.
技术人员完成组装过程，需要进行细致校对，当法兰监测合格后，完成钻孔作业，钻孔必须保证两个法兰互为一组，且钻孔与组装均属于同一组法兰，这样有利于控制钻孔大小和精度，钻孔完毕后，技术人员根据预期方案利用螺栓对同组法兰进行拼接，做好标识，方便监测，将组装方位固定。

3.
在组对过程中，需要将法兰配套的加筋圈对成半圆，之后将其安放在筒体上进行合圆处理，需要注意的是合圆过程中需要利用定位板起到定位支撑作用，防止安放时，加紧圈错位。

4.
筒体组装需要严格遵守预期方案和技术标准，在筒体组装正式组装前，需要先将中间环带筒体进行拼接组装，其筒体外观如图3，利用环带将两端与法兰连接，待法兰焊接工作完成后，将留存部分的环带组装即可。

不同筒体组装时，需要合理利用水平胎架，进行放样画圆，为保障其垂直度符合工程施工要求，需要利用吊磁力垂线对每段组装好的筒体进行监测。

每完成一分段组装，需要在筒体中心线进行标注，保障后续总体组装和吊装工作顺利完成。

图3筒体外观
1.
在筒体和法兰的连接时需要注意以下几点，二者组装过程中，需要保障筒体与法兰分步组装，避免完成筒体所有组装后进行二者连接，要保证上下筒体之间与法兰连接的位置先进行组装连接，组装过程中，采用螺栓进行两个法兰连接，完成第一段与法兰的焊接工作后，将法兰拆分，继续完成各节焊接工作
2.
为保障筒体椭圆度，需要在组装完毕的筒体环带进行加固支撑。

3.
为防止焊接时支撑用料过少，导致支撑炸裂，需要利用角钢或圆管在法兰和外围加筋圈位置建立支撑并焊接固定。

在加固支撑过程中，需对圆等分点加固，保障其通过圆心。

4.
当筒体组装、焊接完毕后，应取出内部支撑物，需要注意的是为保障筒口变形，需要保留管口支撑。

1.
焊接工序及要求
1.
完成大型构建焊接工作的人员，企业必须有针对性的开展岗前培训工作，保证人员能够持证上岗，焊工招聘时，需要注重专业能力和职业素养，参与工作时，必须佩戴相关工作证件。

2.
每完成一段焊接工作，要求焊工对其进行整体检测，并完善焊缝追踪记录卡，确保有据可依，保证后续维护工作有序进行。

3.
施工单位应明确焊接技术参考标准，正式开工前焊工需要掌握焊接工艺卡上的焊缝标号说明，施工过程严格遵守预期方案进行焊接检测工作。

4.
在法兰焊接过程中，焊工需要注意其不可单面成型，要求多面、多道焊接，尽可能避免焊接变形情况出现。

1.
大型构件制作过程中的质量控制措施
技术人员应明确各焊缝部位，制定详细的焊缝检测方案，完整的质量控制方案，焊工或技术人员在质量检测过程中，需要对焊缝部位进行详细焊缝检测记录，保证各部分零件误差在可控范围之内，具体参照标准应该根据国际焊接技术参照标准进行比对。

详细完整的质量控制方案，能够有效完成核电工程的建设质量，提高成品的合格率，推动核电事业稳定发展。

结束语：
通过上述技术分析，以国和一号构件制作为例，在整体筒体制作过程中的安装工艺、焊接顺序、防形变措施、钻孔方法、孔位把控以及外观建筑尺寸完全符合国际烟囱建筑标准，完成预期拼装后，通过质量检验以及三方抽检，其总体质量均符合设计要求，这种大型构件厂内制作技术将为今后核电站发展提供技术参考和建筑经验，有效推动社会科学技术发展。

参考文献：
1.
王晓季,尹平.核电站大型构件厂内制作技术[J].钢结构,2014,29(10):55-57+70.
2.
赵建仓,朱平,李清海.核电大型构件关键焊接技术[J].金属加工：热加工,2012(12):6.
3.
任俊.核电核岛主设备关键焊接技术研究[J].商品与质量,2018,000(028):157.
4.
聂岩,王东,刘以亮,等.核电站上部堆内构件安装方法:,CN103366844A[P].2013.
5.
卢其海.核电站上部堆内构件存放架安装阶段焊接变形控制[J].科技风,2018(19):1.
6.
王苗苗.核电核岛主设备关键焊接技术研究[J].电子世界,2018(15):2.
7.
赵建仓.核电行业关键焊接技术和焊接市场需求[C]//2013年中国焊接市场论坛.中国居机械工程学会,金属加工杂志社,2013.
8.
邱长军,李必文.核电设备焊接技术[M].北京理工大学出版社,2014.。