CPR1000型核島主管道坡口加工的質量控制

劉劍

摘 要：作為主管道安裝的關鍵控制性工作，主管道坡口加工必須要攻克各種關鍵性技術難題：主管道壁厚不均勻、內外經不規則及內外表面不平整、坡口加工過程中機器抖動、人員缺乏相關的施工經驗等。其中的復雜性和挑戰性是以往管道安裝過程中所不曾遇見的，為此項目部為提高坡口加工的合格率及解決加工過程中遇到的問題，采取理論指導結合模擬練習的雙重措施。文章以陽江5號機組冷熱段主管道坡口加工為例，著重對主管道安裝中坡口加工階段的質量控制進行研究，包括質量控制目標、方法、質量風險分析等，為6號機組及后續項目主管道坡口加工的質量管理提供一定的借鑒和參考。

關鍵詞：核島；主管道；坡口加工；內鏜

1 流程簡介

加工一個坡口基本流程按上面步驟次序完成，三維測量對所有管段整體進行，無需單獨測量。每個坡口對應的尺寸略有不同，需按相應的坡口尺寸進行加工?？紤]到管子施工條件不一樣，將按實際情況選擇內卡和外卡兩類坡口機。每類坡口機加工工藝有很大的差別，但不影響基本的加工流程。為了保證坡口加工的質量，結合施工經驗對其中重要和關鍵的步驟進行控制。

2 余量切割的控制

為保證切割的質量，從方法和人為因素采取以下三種措施進行控制：

一是切割管道余量時，根據上游提供的切割數據以管段端面為基準畫出切割的線，在保證管道有效長度的前提下，從切割線向后40mm畫一條檢查線，記錄切割線到端面的實測值。此切割線不但能用于指導切割，還能用于檢查切割后的量是否滿足切割的偏差，從而避免切短管子。

二是在切割過程中首先對管段粗切割，保證管道預留有一定的余量。再運用記錄的檢查線到端面實測值減去切割線到端面的實測值和要求切割數據，計算出需要精切割的余量。

三是切割過程中，為規避人為因素的風險，技術人員對班組施工人員測量和計算的數據進行驗證，對關鍵處可引入質檢人員第三方檢查。余量切割的大小影響管段的長度，進而影響與主設備的連接距離，造成與其連接的主設備中心線發生嚴重偏離。

3 內鏜加工的控制

3.1 在對5號機主管道冷熱段內鏜加工時發生三起不符合項事件

（1）一環路冷段內鏜加工完成后經檢查，發現內鏜深度r值過大，已超出公差上限值約1mm。（2）一環路熱段內鏜加工在進行最后一刀切割時，切割量過大導致內徑α超差，現場發現問題因及時停機退刀，避免了更嚴重的質量事件。（3）二環路熱段最終加工完成后檢查發現存在弦長155mm的區域內壁厚尺寸不滿足圖紙要求，管口壁厚小于規定要求，造成此次事件也是由于在內鏜加工環節引起的。

3.2 不符合項原因分析

內鏜加工是沿管道中心軸線軸向進刀，每切割一刀退出來，調整刀具再進下一刀，分多次進刀直到內鏜加工完成，如圖2。在切割第一刀需要通過切割量L來計算軸向的切割深度，后續進刀沒再測量深度值r，直到內鏜加工完成后才測量深度值r，同時每一刀的切割量未做具體規定。針對此種方法進行加工出現的不符合事件進行了調查和分析，無論在理論還是實踐都是唯一且正確的加工方式。出現質量失控的原因是多方面的，即有單方面的因素影響，也存在多種原因的重疊效應：主管道出廠時管口內壁表面不平整，引起每個圓周上會出現L值大小不一致，因L值產生偏差造成由L值計算出來的內鏜深度產生偏差。管道內外不規則及壁厚不均勻，內鏜切割到薄壁厚處易引起壁厚減薄，最終不滿足要求值。

內鏜加工時，因操作的原因及不可控的因素，每進一刀可能引起內鏜深度產生微小的偏差，而每進一刀后缺少對內鏜深度必要的校正工作，多次進刀后造成誤差累積，最終內鏜深度偏離了理論值。

3.3 質量控制采取的方法

通過對產生不符合項的原因分析，可以發現不可控因素是引起質量事件的主要原因。提前發現存在的風險及評判，加強過程中質量控制是降低質量事件發生率的有效措施。

坡口加工前對管道進行外觀、管口的橢圓度和垂直度等參數進行檢查，提前對影響質量的因素進行分析，并預判可能產生與實際要求尺寸的偏差。根據分析結果來規避可能的風險，對于無法規避的風險可發澄清請上游給出處理意見。

編制詳細的坡口加工操作指示書，對于其中的步驟進行細化和制定相應的記錄表格，針對產生偏差的原因制定相應的規避措施，在實際加工中嚴格按照指示書中的規定要求進行坡口加工，并對切割的量和相應的刀數記錄在表格中，做到數據的可追溯性，從而確保證對產生質量事故的原因快速查找及找到解決的方法。

內鏜加工時每切割一刀需要對尺寸進行測量，比較其與理論值的偏差，并根據比較的結果在接下來的切割中調整刀具的進刀量和切割深度，確保每一次進刀的時候能夠及時對參數進行校正。同時，技術人員需要在加工的過程中跟蹤切割過程中的關鍵點，尤其是計算和測量等技術性強的工作，加強過程中的實時監控。

4 端面加工的控制

端面坡口為坡口加工的最后一步，也是關鍵的一步，加工質量的好壞決定著坡口的質量，為了確保質量合格的坡口，需要制定嚴格的操作方法和預防措施。

要保證坡口的加工質量，需要保證三個水平：一是管道的水平，二是操作平臺的水平，三是安裝到管道過程中坡口機的水平。

坡口加工時間持續長，當中間時間間隔超過兩小時機器沒有操作時，需要對坡口機重新定中心，并使用百分表重新調整坡口機的平面度和垂直度。在正式加工前由受過培訓的操作人員進行坡口加工，加工過程中操作人員要時刻觀察坡口的變化，如有跳刀等異常情況要馬上停機進行調整。

端面坡口加工時，采用少量多次進刀的原則，即每刀少量切割分多次進刀。在首次幾刀切割時，為了保證進度，可以放寬每刀的切割量。越往后切割，越接近極限，余量越來越少，為了避免切割偏差引起的質量事件，每刀的切割量控制在公差范圍之內。

5 結束語

主管道坡口加工屬于精密度比較高的工作，需要認真準備、進行施工、嚴格控制，使主管道坡口加工順利推進。為保證加工質量，做到在施工過程中要提前做好質量風險分析及風險預判，通過理論研究分析和施工實踐在過程中做好質量控制。