钢衬里壁板制作施工工艺优化范文

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【摘要】

核电站钢衬里是安全壳系统的整体性压力边界，主要用来保证密封释放出来的放射性物质及防止在事故状态下特别是在一回路失水事故工况下产生的裂变物质的扩散，是核电安全的一道重要屏障。结合多年的钢衬里施工经验，对工艺流程进行了优化，提高了制作效率；通过采用标准化制作胎膜、附加加劲肋的刚性固定法、静力顶压法成型及合理的焊接工艺顺序等新技术新工艺有效控制了成型变形，保证了壁板制作精度与质量。

【关键词】

钢衬里壁板；成型工艺；变形控制

1概述

钢衬里是外形似筒状的一个密封壳体结构，其筒身直径约40m，高度约42m，壁板是钢衬里筒身结构件最小单元。单块壁板主要是由厚度为6mm、材质P265GH的钢板与筒身外侧焊接的角钢加劲肋和锚固钉组成。随着我国核电站的规模化发展和模块化施工、现场自动化焊接等新技术的应用，以往壁板制作采用车间固定式生产，单板成型的工艺，已不能满足壁板规模化生产及高精度制作的要求。

2制作难点

2.1壁板弧度成形单块壁板尺寸大，弧度成型难，壁板成型效率低；壁板厚度薄，成型弧度大，弧度易反弹，保证壁板成型后的弧度是其难点之一；壁板现场安装弧度尺寸精度要求高，弧度成型质量将直接影响筒体现场安装精度。

2.2焊接变形控制钢衬里壁板上的加劲肋较多，焊接量大，单块板总焊接长度近90m，板薄，焊接受热易变型，变形控制难；不合理的焊接顺序及焊接方法将加重壁板变形，影响施工质量。

3关键技术

（1）等弧度胎膜、工装夹具等实现标准化设计、工具化施工，并对制作车间进行作业功能区域划分，实现工厂化的流水作业，极大地缩短了制作周期，提高生产效率。（2）设计等弧度胎膜并结合背部焊接角钢加劲肋实现壁板制作的一次弯曲成形，克服了壁板弯曲成形的难度，提高壁板成形质量。（3）与传统工艺相比，通过对加劲角钢焊接工艺顺序的设计固化以及附加加劲肋（临时工装）的刚性固定法、静力顶压法，有效地控制了焊接变形，保证施工过程中壁板弧度的公差精度。

4制作流程

4.1施工工艺流程流程图（每个工序对应流水作业生产区域）

4.2操作要点

4.2.1制作准备施工前，确认焊工已经按照HAF603《民用核安全设备焊工焊接操作工资格管理规定》考试并取得相应焊接位置资格；施工中队所有使用设备进行检查，确保所有设备运行状态良好；确保材料复检合格并满足施工要求；施工前，布置好作业生产区域划分，尽量减少运输量，避免倒流水。

4.2.2胎膜设计与制作壁板制作根据钢衬里壁板结构特点设计等弧度胎膜，通过设计胎膜底座、不同高度的立杆支撑、横向连接角钢和纵向弧形角钢并通过焊接方式将上述构件连接形成符合施工要求尺寸的壁板胎膜。此部分已获得国家专利局发明专利授权，具体可查看相关专利。

4.2.3钢板拼接每层壁板高度大于2000mm，受钢板规格尺寸的限制，需采用车间拼接。焊接完成后需进行焊缝无损检验，检验合格后，移至放样区进行二次放线。

4.2.4二次放样角钢加劲肋的定位放线时需注意壁板的上下口，以免造成现场安装十字焊缝。根据放样尺寸，进行钢板和角钢加劲肋的下料切割。

4.2.5角钢加劲肋弯曲成形角钢加劲肋是在型材卷弯机上冷弯成形的。在卷制时可分多次弯曲，直至弧度达到设计要求。

4.2.6加劲肋与壁板组对、焊接壁板的弯曲成形采用胎膜和弯曲成形的角钢加劲肋来实现。将组焊好切割后的钢板用运至胎膜上进行的刚性固定。（1）按照二次放样的定位线将弯曲成形的纵向和横向角钢加劲肋垂直立放于壁板上，点焊固定。（2）组对加劲肋时，壁板拼接埋弧焊缝处易与加劲肋不贴合，对于壁板凸凹处，采用静力顶压法将壁板还原，与角钢贴合进行校正。静力顶压法:在胎膜下方用可升降工装和螺旋千斤顶实现，通过手摇工装下方的螺旋千斤顶实现壁板与角钢的贴合。（3）在每块壁板的加劲肋面增设一加强槽钢（附加加劲肋），表征壁板成型后的弧度。（4）焊接工艺顺序：由于钢衬里壁板薄，受热易变形，因此，选择合理的焊接顺序是控制壁板变形的关键措施之一。首先焊竖向短角钢与通长环向大角钢之间的焊缝，再焊环向大角钢与钢板的焊缝，最后焊竖向短角钢。环向大角钢施焊时由多名焊工在角钢两侧从中间向两端分段退焊。竖向短角钢采用同样的方法。加劲肋与预制壁板之间的角焊缝为交错焊。

4.2.7连接件组对、焊接螺柱焊焊接应在胎膜上进行，连接件焊接采用专用螺柱焊机施焊，螺柱焊需要由有资质的焊工操作。

4.2.8走道螺栓组对、焊接钢衬里预制、弯曲成形后，要焊接安装用的内侧走道板螺栓。内侧走道螺栓6~8个，壁板上口受焊接影响大，易产生波浪变形，焊工在焊接时按照工艺要求，严格控制电流电压，在保证焊接质量的同时也防止了壁板的变形。

4.2.9整体（局部）尺寸检查根据核电设计文件和图纸要求，钢衬里弧度壁板应检查弧度、长宽尺寸偏差等，检查合格后，方可出厂运至核岛现场安装。

5结语

对壁板制作进行优化，合理设计成形胎膜、制定了合理的焊接工艺顺序、变形控制工装和变形校正措施，较好的控制了焊接变形，分流水生产区域，充分的利用了各种资源，节约成本，缩短工期，进而产生了一定的经济效益和良好的社会效益。

参考文献：

[1]赵保华,瞿国庆,方磊.柳州会展中心双目型箱型钢柱制作技术[J].钢结构,2012(02):46~51.

[2]珠江,于文涛.狭小空间内大跨度重型钢桁架施工技术[J].施工技术,2015,44(22).

作者：束方瑜 高微 单位：中国核工业华兴建设有限公司