1 工程概况
AP1000核岛穹顶钢结构主体结构由32根W36*395的径向主梁构成, 在环向上分别有上H975*428*38*57及两道次梁W36*135共计三道环向梁, 沿锥面周向铺设1/2"面板, 面板下焊接槽钢背肋, 径向主梁、环向梁及面板上焊接锚固钉。穹顶钢结构下口半径R=67’9"[20.650m]、上口半径R=20’6 1/16"[6.250m]、高度h=35’113/16”[10.952m], 重量约640t。
钢屋顶内侧有附属钢结构模块CH67、CH72、CH73, 重量约为75.3t。
钢屋顶及附属钢结构模块地面拼装完成后整体吊装, 总重量约为715.3t。
2 技术要求
2.1 拼装技术要求
穹顶钢结构上口环梁半径允许偏差为±1/2”, 直径允许偏差为±1”;穹顶钢结构下口半径允许偏差为±1 1/4”, 直径允许偏差为±2 1/2”;钢屋顶高度允许偏差为±7/8”。除图纸特殊说明外, 其余螺栓连接均为PT型。
2.2 焊接及无损检测技术要求
钢屋顶现场拼装焊接方法选用符合AWS D1.1-2000规定的焊条电弧焊 (SMAW) 和药芯焊丝电弧焊 (FCAW) , 锚固钉焊接釆用螺柱焊。
——角焊缝100%VT
——部分熔透焊缝PJP:100%VT+10%MT或PT
——全熔透焊缝CJP:对所有全熔透焊缝进行100%VT, 对所有全熔透焊缝的所有可达表面也要进行MT或PT检测。此外, 对于H型钢与H型钢之间的所有全熔透焊缝进行100%UT或RT检测。H型钢与钢板焊接的全溶透焊缝及其他全熔透焊缝进行10%UT或RT。
2.3 安装技术要求
穹顶钢结构安装上口环梁半径 (以核岛中心为圆心) 允许偏差为为±1/2”, 穹顶钢结构下部半径 (以核岛中心为圆心) 允许偏差为±1 3/4”, 上口环梁标高允许偏差为±7/8”。
32个牛腿支承面标高允许偏差:-5/16''~+3/16M[-8mm~
32根径向主梁下端支承板沿径向位置允许偏差:1 l/4M[32mm]
2.4 表面处理及清洁度要求
根据APP-G1-AX-001及CPP-G1-SX-001要求, 油漆采用Carbozinc 11+Carboguard 890。根据Carboline产品说明书, Carbozinc11干膜厚度要求为60~90um, 最小为50um;Carhoguard 890干膜厚度要求为100~150um;总的干膜厚度要求为160~240um。安装焊缝区域的的表面处理釆用手工或动力工具进行, 除锈后的表面清洁度应达到SSPC-SP 15级别。
3 质量控制要点
穹顶钢结构施工过程中, 为保证施工质量, 采用了多种质量控制文件, 以检查与试验计划 (ITP) 为控制主线, 通过自检, 互检、专检等形式对现场质量进行全面管控。
3.1 拼装阶段事前控制
在穹顶钢结构材料入场时, 做好物项接收检查, 会审相关程序及方案, 对人员资质进行检查, 特别是焊接人员的证件有效性。先决条件检查过程中需要从“人、机、料、法、环”五个方面做进一步的审查。由于穹顶拼装过程中定位要求较为精确, 对于施工现场环境的确认需要到实地进行。
建立中心坐标的工作需全程跟踪, 胎架的组装与安装需要特别关注, 沿着钢屋顶周向均匀布置32个钢筋混凝土基础, 基础高度为1200mm。钢结构胎架双排环形立柱, 形成组合桁架结构。内面一圈主要用来支撑上口环梁及拼装过程中周向构件施加给上口环梁的力, 外面一圈主要用来支撑径向主梁 (径向主梁与上口环梁组对焊接前受力, 焊接完成后径向主梁的力转加给上口环梁) 。
胎架为穹顶拼装的根本, 在质量控制过程中需严格按照图纸进行施工, 出现质量问题立即要求整改, 必要时需会同技术人员共同讨论解决方案, 另外, 对施工承包商需要加大管理力度, 管理方的测量人员需要对承包单位测量的数据进行实地复核, 确保万无一失。
3.2 拼装阶段过程控制
上口环梁地面组装流程:环梁拼接缝组对、点焊——十字梁、加强梁螺栓连接——环梁拼接缝焊接——锚固钉补焊——现场补漆几个步骤其中质量控制关注的重点应放在螺栓连接控制和焊接过程控制中。环梁拼接缝组对、点焊完成后进行几何尺寸检查, 合格后进行十字梁、加强梁的螺栓连接, 其中上口加强梁W12*65与十字梁W36*395螺栓连接方式为SJ型。
环梁拼接缝焊接, 因环梁组装为厚板 (低合金高强度钢) 全熔透焊接, 釆取以下措施, 以减小焊接变形、保证焊接质量。
三段环梁现场拼装的三个接头处同时施焊, 焊接顺序:环梁现场拼装经检查合格后—先焊下翼缘对接封底焊缝—焊接腹板对接焊缝—同步焊接上下翼缘板对接焊缝。
严格按照WPS相关要求进行, 采用电加热片或火焰加热进行焊前预热。
严格控制组对间隙, 同一道焊缝组对间隙一致;严格控制焊接线能量输入, 施焊过程中宜釆用小电流、快速焊, 以减小焊接变形, 具体需参照WPS执行。
焊接过程中, 随时查看焊接变形, 并及时矫正, 必要时可设置临时工装。
拼装定位放线, 该施工工序是拼装质量的重要控制点, 在拼装胎架中心设置中心基准点, 在钢结构胎架上部和外圈混凝土基础上放出0°~180°、90°~270°基准线;放出上口环梁半径基准控制线和钢屋顶下口半径基准控制线;放出32根径向主梁角度线。并对钢结构胎架支撑柱支撑面和外圈混凝土基础上表面进行水平找平。质量管理部门需对测量过程进行跟踪, 对测量后所放出的控制点、线做现场确认。对于出具的测量报告需执行双检制, 加大审核力度。
构件组对、点焊步骤需控制组对间隙情况, 点焊情况, 尺寸保证情况, 焊接收缩量预留情况, 防变形及矫正措施等方面, 同时为后续焊接检查做好预检工作。
高强螺栓连接检查过程中需要仔细核对使用的高强螺栓形式, 确认检查使用的工具为那些, 使用扭矩值检查还是转角法检查, 力矩值。检查各个阶段需要做好螺栓位置标识, 特别是采用转角法进行检查的高强度螺栓, 需要通过三步骤完成螺栓的拧紧, 标识必须清晰, 防止后续螺栓因扭矩不够而滑移或脱落。
拼装过程中需要做抗滑移实验的步骤需及时委托进行, 并及时出具相关实验报告, 保证施工有序开展。抗滑移实验为国标标准中要求的项目, 但在AP1000设计中未提及该试验, 因此在质量控制过程中要特别注意该项目。
焊接及NDE工作, 需要作业人员严格按照要求施焊, 质量控制需要借鉴结构模块组装的相关经验, 对焊接变形处理情况做全程跟踪, 焊材的使用情况与使用流程做重点检查。焊缝外观质量必须满足要求。
拼装过程中各单元件需定期进行巡检, 观察变形及公差累计情况, 在拼装完成后进行整体几何尺寸检查过程中需要全面的测量相关技术要求指标, 并填写好施工记录。
3.3 运输及吊装阶段质量控制
方案及措施需经过会审, 涉及质量的部分需由专业工程师进行确认。钢穹顶就位标高为EL.268'10", 与屏蔽墙内侧的32个牛腿支承面焊接连接。地面相对标高为EL.100', 吊车站位相对标高为EL.99'0 1/5”。吊装过程中的测量控制, 质量监测需要跟踪进行。
吊索具连接过程需检查根据计算书中吊索理论长度, 结合其制造长度偏差, 将16个可调拉杆预调节到匹配长度的情况, 可调拉杆与钢屋顶吊耳的连接情况, 浇铸索具与可调拉杆的连接情况, 发现锁具不合要求要立即要求更换。
试吊装阶段, 质量控制管理部门要对可调拉杆的受力范围情况做全程跟踪, 在范围之内方可继续试吊, 否则需调整拉杆。
正式吊装需要进一步观察吊装过程是否满足程序要求, 并对测量过程进行控制。
3.4 穹顶钢结构拼装及安装事后控制
穹顶钢结构技术要求较高, 质量控制难度较大, 拼装完成后需及时进行复测, 整体拼装完成后需经过各方联合检查, 吊装结束后由于后续需要绑扎钢筋和安装其他物项, 故穹顶的成品保护工作也是质量控制的重点。
4 总结
目前三门AP10001#NI穹顶钢结构已经成功就位, 后续工作已经逐步展开, 穹顶钢结构质量良好, 消点合格率达95%以上, 未产生重大不符合项。针对首个AP1000穹顶钢结构的质量控制, 总结出了控制要点, 同时对于质量控制方面的不足也有了进一步的了解, 对后续穹顶钢结构拼装及安装施工有重要的借鉴意义。
摘要：本总结主要以AP1000新型核电站核岛穹顶钢结构为研究对象。主要介绍穹顶钢结构的现场拼装及安装阶段的质量控制管理情况。本文围绕穹顶钢结构拼装及安装过程对主要质量控制要点进行分析和总结, 致力于不断提高穹顶钢结构的施工质量, 为后续穹顶钢结构施工和质量控制提供一定的参考。
关键词：AP1000核电站,穹顶钢结构,单元件,质量控制