核电阀门质量控制要点探研

核电阀门质量控制要点探研

侯文辉

610326198603312258  西安广核阀门有限公司 710061

摘要：近年来，我国社会不断进步，科技发展迅速。核电阀门作为核电站进行精准控制的重要基本原件之一，制造过程工序繁多，工艺流程复杂，材料性能要求较高，因此生产制造的过程中存在诸多薄弱环节，容易出现各种纰漏，进而影响核电阀门的质量。所以对于核电阀门的精准质量控制能够有效保证核电站的安全运转。与此同时，在一些相关的规章制度中，对于核电阀门的质量控制也有具体的工作要求，已经逐渐成为了行业标准。总而言之，质量控制人员应该严格按照法规标准和行业规范，对核电阀门制造环节中的重要节点通过设置见证点的方式来进行质量控制。通过规范化和标准化操作来确保避免遗漏重要工序，从而提升核电阀门产品的合格率与生产效率。通过质量把控，确保核电阀门满足电站现场实际工况的要求，提升核电阀门原件的使用寿命与性能，助力核电站安全运行。

关键词：核电阀门；质量控制；要点探研

引言

阀门限位开关是自动控制系统中检测阀门状态的一种现场仪表,用以将阀门的开启或关闭位置以开关量的信号输出,远程控制器接收或计算机寻访采样,确认后执行下一步程序。该产品也可以为自控系统提供重要的阀门连锁保护及远程报警指示作用。

1核电阀门限位开关设计

1.1结构形式

核电阀门限位开关是核电阀门常用附件,用于指示与限制阀门当前状态的位置开关,可输出对应阀门开关量信号。目前,核电厂在阀门上配置的核电阀门限位开关主要有直行程和角行程两大类,其中角行程以转轴式结构、直行程以摆臂式结构的限位开关为主,少量现场配置感应式结构的限位开关。

1.2零部件设计

下面以摆臂式核电阀门限位开关零部件的设计分析作为示例。摆臂式结构主要由外壳、传动部件(包含传动臂、转轴、杠杆)、微动开关和引入电缆等部分组成。

（1）外壳设计

外壳由主体、罩盖两部分组成,外壳选用不锈钢材质(堆外选用铝合金),在满足内部零部件合理布局外,设计时主要考虑防护等级、腔体内部承压、电缆浇封、整机安装等因素。

（2）传动部件设计

传动部件由传动臂、转轴、杠杆三部分组成,依据各零部件功能要求不同,设计时考虑的因素也不一样。传动臂在工作时长期受触发机构的冲击,在设计时应对零件选材、冲击接触面的硬度、与转轴连接间隙等因素进行充分考虑。转轴上扭弹簧一直处于受力状态,设计时应提高疲劳强度要求。转轴上的升程槽设计既要考虑升程量能够触发微动开关,同时又要考虑触发超行程时给微动开关带来的损坏保护。杠杆长期压缩微动开关,并与转轴升程槽一直接触,设计时主要考虑零件磨损带来的微动开关触发位置变化。

1.3地震仿真分析

摆臂式核电阀门限位开关安装于核电阀门上,其地震载荷输入依据阀门相关要求,在本分析中SSE地震的两个水平方向及一个垂直方向均取加速度值为7.2g,设备自重考虑为在设备施加1g的重力加速度。

（1）摆臂式核电阀门限位开关总体变形评定

在设计载荷和地震载荷联合作用下,限位开关的最大变形量约为0.005mm,在螺栓与上盖的连接处,而螺栓与上盖单边距离为0.25mm,不会发生干涉等现象。另外摆臂连接的滚轮处变形量约为0.004mm,在设计要求范围内。因此限位开关不会出现变形失效。

（2）抗震分析结论

抗震分析对核电阀门限位开关进行模态计算,然后采用最恶劣的工况、最不利的载荷组合计算限位开关各部件的应力,并用最严格的应力限值进行评定。其结果表明:①此限位开关最低三阶正交轴向自振频率均远大于33Hz,具有足够抗震刚度。②此限位开关各重要零部件的薄弱部位应力较小,均小于规范限值,设备具有足够的强度。③该限位开关整机变形很小,能在地震时和地震后保持可运行性,整体结构无永久变变,且变形不会导致其功能失效。因此,在核电阀门限位开关的制造和材料等均符合相关规范及相应要求的前提下,该限位开关在地震工况条件下能保证其结构完整性,该限位开关能满足抗震要求。

2核电阀门检测难点

2.1阀门连接端不统一

由于阀门口径、压力不同，故其连接端的尺寸不一，且阀门连接端的形式分为法兰端、对焊端和承插焊端，因此检测用的工装较多，装配过程占用了较多的时间。

2.2真空度不易达到

当阀门较大或是波纹管结构阀门在做真空检测时，通常会出现真空度很难达到理想状态的情况。分析多年积累的经验后总结的原因如下：①阀门内部未脱油脱脂；②阀门腔体较大，需要增加辅助泵；③部分企业将低泄漏测试放在水压测试后，故阀门内部很容易积水，不能及时烘干，特别是在波纹管阀门的波纹管中。

2.3环境中的氦气量较大

阀门检测和压力容器检测不同，压力容器每天可能只检测几台，而阀门每天需要检测几十台甚至上百台，多次检测后会导致系统环境中的氦气纯度较高，使氦质谱仪器或阀门内部均存在氦气残留，以至于阀门本底值很难达到稳定值。

3核电阀门质量控制策略

3.1完善核电阀门的制造技术标准和规范

为了能够使核电阀门的选材、工艺、产品检验、包装运输等各个环节更加标准化、规范化，需要对核电阀门技术标准进行系统性整改。目前，国家已经有明确针对核电阀门制造的标准化方案，对选材、加工制造、产品检验以及包装运输等一系列环节有初步的规划。现有的标准大多是脱胎于国际上先进的标准，再经过一系列的演变、完善，逐渐被我国投入使用。而随着我国社会的不断发展，核电阀门自主生产技术的不断进步，原有的标准已经不再适合我国自身的发展，并且对我国自主化生产的进程也造成了一定影响。在这样的背景下，我国需要对核电阀门的制造技术标准进行进一步完善，结合我国实际的国情，特殊的发展模式，对核电阀门的工艺进行重新规划，提高整个过程的可操作性以及实用性，切切实实为我国自主化生产产生积极影响。如此，不仅能够完善核电阀门的工艺技术标准，为核能供电产业提供理论基础，开拓清洁能源应用的前景，还可以建立健全我国自主化生产的标准体制，为同类型其他行业树立典范，鼓励其他行业的生产制造模式向自主化生产迈进，进而加强我国自主化生产的能力，为我国制造行业走向世界奠定基础。

3.2加强人才培养与技术引进

伴随着我国科技经济水平的高速发展以及社会的快速变革，计算机技术，互联网技术以及信息技术遇到了空前的发展机遇，我国这些方面的技术也不负众望取得了重大突破和进展。社会逐渐步入了现代化信息时代，这样的时代背景下，各行各业都应当注重对于先进技术元素的引入，秉承科学技术是第一生产力的原则，各行各业的生存发展对于人才的需求与日俱增。这样的时代发展趋势下，核电阀门质量控制工作也应当顺应时代的发展趋势，对于先进制造设备操作控制方面的专业人才培养提起高度重视，并在日常的从事的质量控制工作过程中对其进行技术上的培训，外派进行深度的学习，从而提高核电阀门质量控制的工作效率。要制定中长期质量控制人员的培养制度，只有这样才能有效地解决人才短缺问题。此外，在进行制定对核电阀门质量控制人员培养制度的同时，也要加强对于先进技术的引进工作。工欲善其事，必先利其器，可以使技术工作团队自身的专业素质变得更高，工作效率更快，以便于满足日益繁重的工作需求。加强对于核电阀门技术团队专业素质的培养是保证民用核电产业能够长久运行的关键措施之一。

结语

进入21世纪以来，随着新兴能源的不断发展，市场对核电需求与日俱增，核电的建设步伐也日趋加快。由于在核电厂的各个系统中，都利用大量的各种类型阀门来实现精准控制，因此阀门的功效将会直接影响电站的安全运行。因此电站质量控制人员要从质量计划审核及见证点设置入手，抓取阀门制造过程的关键工序设点见证，确保阀门满足标准和订单的要求，保证其在系统中发挥应有的功效。众所知周，核电安全高于一切，核电设备的质量高于一切，只有确保核电质量才能保障核电站的安全运行，为公众提供信心，从而推动核电事业的蓬勃发展。

参考文献

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