摘要：钢衬里Φ7400贯穿件套筒又称设备闸门套筒，是大型设备通道。其内径Φ7400mm，总高度2394mm。钢衬里Φ2900贯穿件套筒又称人员闸门套筒，是反应堆正常运行和停堆换料期间，操作及维修人员进出安全壳的出入通道。本文针对设备闸门套筒和人员闸门套筒车间制作流程，详细阐述了车间预制过程中的注意事项及控制措施，供同类工程参考。
关键词：人员闸门套筒；设备闸门套筒；制作
1 工程概况
XX核电堆型钢衬里设备闸门每个机组数量共为1件，在安装于钢衬里筒体标高22.9m处，每件闸门筒身由上节25mm厚的钢板 高度800mm、下节16mm厚 的钢板高度1594mm组成，总高2394mm。下节筒身外加焊三层25mm加强环，上节筒身的加强环与加劲板及钢筋相焊，此层加强环由20mm厚的钢板制作，由此层加强环向下现场焊10排锚固钉，其它三层加强环用25mm厚的钢板制作，筒身外需开5个用于现场搅拌砼的洞口。
人员闸门套筒由两截组成，两截筒身、加强环及加劲板材质均为P265GH，厚度均为δ=20mm，上截筒高H1=1800mm，下截筒高H2=1740mm，总高度H=3540mm，套筒内直径Φ=2900mm，净重5.530t。除锚固钢筋现场焊接外采取车间预制。
2 车间制作工艺流程
2.1设备闸门套筒制作顺序：
制作图→领料单→钢板数控下料→标识移植→切割→坡口加工→卷制成弧形板→喷砂油漆→坡口检测→组对拼焊→无损检验→补漆。
制作图→领料单→钢板数控下料→标识移植→切割→坡口加工→喷砂油漆→坡口检测。
加强环（加劲板）与套筒组对→加强环间焊缝施焊→加强环（加劲板）与套筒焊接→无损检验→几何尺寸检查。
两节套筒组对拼焊→无损检验→振捣孔开设→几何尺寸检查→补漆→编号存放。
2.2人员闸门套筒制作顺序
放样下料——标识移植——切割——坡口加工——卷制成弧形板——二次下料——坡口加工——组对拼焊——无损检验。
加劲板（加劲板）与套筒组对——加强环间焊缝施焊——无损检验——加强环与套筒焊接——固定钢筋的加劲板与套筒、加强环焊接——无损检验——两截套筒组对拼焊——无损检验——几何尺寸检查——喷砂油漆——编号存放。
设备闸门与人员闸门均是先卷制成套筒，然后两段套筒对接拼焊而成，具有相同的制作顺序。
3 制作工艺
3.1设备闸门制作工艺
3.1.1设备闸门套筒有两节组成，第一节板厚δ=25mm，高度为800mm；第二节板厚δ=16mm，高度为1594mm，套筒内直径为Φ=7400mm，结构形式见图1。由于闸门套筒的现场焊缝质量不易控制，且套筒可采取整体运输，因而除锚固钢筋现场焊接外采取车间制作。
图1 设备闸门套筒结构
3.1.2设备闸门套筒分为δ=25mm和δ=16mm两部分，每一部分钢板等分三段采用数控切割机下料，每一段沿卷制方向单边都事先预留了200mm卷制余量，卷制的同时进行端部坡口加工，加工好的坡口都经无损检验合格。
3.1.3筒身钢板使用三轴辊卷板机成型，采用吊车配合方法卷制，卷制时应遵行“宁欠勿过”原则，多次成型，卷制过程中一边用R=3700mm的弧度样板检查弧度。待钢板经卷板机卷制成弧形板后，切割沿圆周方向的卷制余量，进行对接坡口加工，并进行喷砂、油漆，然后在放好样的平台上采用挡板进行定位、组对和拼焊。设置挡板定位在后续组对和拼焊过程中可有效控制焊接变形，保证套筒弧度。在预制放样前找测量进行精确标高找平，因为可能有各种因素导致操作平台不平整，以保证预制质量。
3.1.4米字型临时支撑加在上节套筒上端、下节套筒下端。每个支撑由18根L100*10的角钢平均分布组成，其中有两根通长，加强其刚性。中间的支撑板为20mm的Φ840的圆。
3.1.5为防止焊接变形，在组对焊接时采用临时弧形靠板进行加固。弧形靠板加在套筒拼接焊缝处，防止焊接受热后起拱变形。
3.1.6每节套筒对焊接立缝前都须进行几何尺寸的检查，应严格控制两节套筒之间内径周长偏差不超过±5mm，两节套筒分别组焊完后进行组装，环缝组对时采用靠板千斤顶进行调圆，检查尺寸错边量不大于2mm，进行点焊加固。
3.1.7设备闸门套筒对接焊缝焊接完成后，需对该焊缝进行100％射线检测，由于套筒直径较大，下段套筒高约1.6米，人工抬设检测机器不现实，为此制作如下图2射线检测工装，提高检测效率。
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图2 射线检测工装
3.2人员闸门制作工艺
3.2.1套筒由两截组成，具体结构形式如图3两截筒身、加强环及加劲板材质均为P265GH，厚度均为δ=20mm，上截筒高H1=1800mm，下截筒高H2=1740mm，总高度H=3540mm；套筒内直径Φ=2900mm；净重5.530t。除锚固钢筋现场焊接外采取车间预制。
图3 人员闸门结构
3.2.2人员闸门套筒的钢板采用热切割法进行下料，沿卷制方向预留200mm卷制余量，同时进行钢板宽度方向端部坡口加工，加工好的坡口须经无损检验合格。
3.2.3钢板经卷板机卷制成弧形板后，根据图纸计算套筒外壁周长，图纸中套筒对接焊缝的组对间隙设计为2mm，再在设计尺寸基础上留置3mm收缩余量，综合考虑以上因素画出圆周方向的余量线，进行余量切割
及对接坡口加工。对接边组对完成后，对套筒外壁周长及外径进行再次测量：1）套筒外壁周长大于设计值3~4mm；2）对套筒上、下口外径采用“米”字形定点测量，外径普遍大于设计值1~2mm。为防止焊接变形，采用临时弧形靠板进行加固，每道焊缝里外两侧各均匀设置3块靠板。焊接时采用由上至下分段退焊，每段不得超过500mm。
3.2.4套筒上、下口外径 “米”字型定点位置，外径普遍大于设计值0~1mm。检查合格后，为防止吊装引起变形，在上截套筒的上口及下截套筒的下口分别加焊临时支撑，支撑尺寸为∠90*10；在上截套筒上根据加强环与加劲板到套筒上端的距离，将加强环与加劲板进行定位放线并标注加劲板编号，沿定位线点焊上相应编号的加劲板，便于加强环的准确就位。
3.2.5组对时严格按照图纸中上下两截套筒竖向焊缝的相对位置、加强环最低点及最高点相对于焊缝的位置进行，采用靠板和U型卡进行加固，检查垂直度及组对后整体筒高（下截套筒下料时筒高方向留有5mm的焊接收缩余量），符合要求后进行焊接。
3.3焊接工艺
设备闸门套筒和人员闸门套筒的对接焊缝均是采用手工电弧焊，虽然采取的具体工艺参数不同，但焊接顺序近似。
3.3.1每一道焊道焊完后应清除表面熔渣后仔细进行外观检验，对于表面缺陷和斑痕等应打磨清除掉，打磨应小心进行，以免出现过热区。为了控制和减少焊接变形，应采用合理的焊接顺序：施焊时由数名焊工均布在套筒周围，进行同方向的分段退焊，并尽量保持焊接速度相同。为防止焊接变形，采用正反两面交替施焊在焊接的过程中，可根据实际焊接变形量对焊接顺序做适当的调整。
3.3.2背面清根和气刨坡口应用机械方法仔细清理，以便清除所有的表面粗糙，咬边或其它缺陷。在碳弧气刨以后，要仔细清除所有喷溅的渣痕。在加工好的机械零件或已经清理干净的产品附近使用该工艺时，应该对这些零件和产品加以防护，以免被气刨喷溅物弄脏和污染。如果不能设置必要的保护装置防止气刨的喷溅物，则应禁止使用这种方法。在碳弧气刨和表面打磨后，焊接以前，应对气刨坡口的待焊表面进行规定的无损检验，合格后方可施焊。
3.3.3无损检测发现缺陷后，及时通知技术员与相关见证人员，严禁私自返修。应根据返修通知单确定缺陷位置、性质、尺寸、采用碳弧气刨或机械打磨去除缺陷，经过液体渗透检验合格后方可进行焊接返修，补焊返修后的焊缝的检验标准等同于原焊缝，返修完成48h后做相应无损检测。
4 结语
设备闸门套筒与人员闸门套筒制作时均需考虑卷制成型的弧度和套筒对接焊缝引起的变形控制的问题，如果在制作过程中产生较大的焊接变形和弧度误差，矫正起来比较困难，制作成本也会大幅提高。所以两种套筒制作过程中，都利用工装防变形和组对前校正，这也是两种套筒制作过程的重点。
论文作者:郑超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：套筒论文; 闸门论文; 钢板论文; 余量论文; 设备论文; 人员论文; 弧形论文; 《基层建设》2019年第25期论文;