主熱傳輸（PHT）管道是核一級管道，屬于一回路熱傳輸系統(tǒng)的組成部分。它們是主熱傳輸泵、蒸汽發(fā)生器和進(jìn)出口集管間相互連接的大口徑管道，其安裝質(zhì)量會影響到蒸汽發(fā)生器、主泵泵殼等設(shè)備的位置偏差，直接關(guān)系到核反應(yīng)堆的運(yùn)行和安全性能，因此，安裝質(zhì)量要求高，技術(shù)難度大。
1 　安裝技術(shù)分析 1.1 模擬試驗
　　模擬試驗的目的是為了獲得焊縫收縮量。鋼材在焊接時，由于不均勻受熱及受約束，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在焊接接頭區(qū)，焊接產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大于金屬的屈服強(qiáng)度，降溫時膨脹的伸長量不能完全恢復(fù)為零，即產(chǎn)生塑性變形，對于管材，變形表現(xiàn)為收縮。PHT管道的安裝影響主泵泵殼法蘭的水平度、蒸汽發(fā)生器的垂直度，一旦管道安裝完畢后，主泵泵殼、蒸汽發(fā)生器的位置很難調(diào)整，如果預(yù)先獲得模擬試驗的數(shù)據(jù)，就可以采取一定的措施，使主泵泵殼、蒸汽發(fā)生器的位置控制在合格范圍之內(nèi)。
1.2 焊接工藝
　　在制定焊接工藝前必須首先進(jìn)行材料的焊接工藝評定。本工程按ASME第Ⅸ卷《焊接和釬焊評定》進(jìn)行焊接工藝評定，擬定PQR時，應(yīng)以本工程材料、選用的焊接方法等實際工況為基礎(chǔ)，以ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要變素及非重要變素為內(nèi)容，以盡量擴(kuò)大適用范圍為原則。
　　焊接方法：手工鎢極氬弧焊（GTAW）+手工電弧焊（SMAW）。 　　填充金屬：ER70S-3（焊絲）+E7018-SR（焊條）。
　　焊接接頭：坡口及間隙尺寸見圖1。
　　預(yù)熱溫度：95℃。
　　焊后熱處理：保溫溫度600~670℃；保溫時間1 h/in，最少30 min。
1.3 焊接順序
　　合理安排焊接順序是控制焊接變形的一種重要工藝方法。本工程的焊接順序為： 　
?。?）焊縫F1和F2應(yīng)由4名焊工對其同時施焊；
　（2）焊縫F3和F4也由4名焊工對其同時施焊； 　
　（3）所有其它焊縫全部焊完后，對F11、F12和F13焊縫應(yīng)由6名焊工同時進(jìn)行焊接（注：焊縫編號見圖2）。
　　當(dāng)焊后焊接接頭收縮時，管道對蒸汽發(fā)生器、主泵產(chǎn)生力的作用，如果按上述二個或三個焊口同時進(jìn)行焊接，就會使蒸汽發(fā)生器、主泵與管道相連方向受力均衡，從而保證蒸汽發(fā)生器的垂直度、主泵泵殼法蘭面的水平度。
1.4 焊后熱處理（PWHT）
　　焊后熱處理的目的是消除內(nèi)應(yīng)力。加拿大原子能有限公司（AECL）在技術(shù)規(guī)格書中規(guī)定必須做焊后熱處理。熱處理工藝為高溫回火，保溫溫度600~670℃，升降溫速度不超過200℃/h，保溫時間按ASME標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)工件厚度計算得出。
1.5 無損檢測的順序
　　PHT管道的無損檢測順序為：外觀檢查（VT）→液體滲透（PT）→超聲波探傷（UT）→射線探傷（RT）→PWHT→超聲波測厚。 2 　質(zhì)量監(jiān)理內(nèi)容
　　在安裝前，我們編寫了《主熱傳輸管道安裝質(zhì)量監(jiān)理工作程序》對相關(guān)監(jiān)理活動作出規(guī)定，下面對相關(guān)活動作進(jìn)一步闡述： 2.1 人員
　　所有參加安裝的人員都需經(jīng)過安裝程序的培訓(xùn)，對于特殊工種--焊工，在安裝前按ASME第Ⅸ卷《焊接和釬焊評定》經(jīng)過培訓(xùn)和考試，所有焊工都具備焊接P1材料、相應(yīng)直徑和厚度、2G+5G（即全位置）焊位、GTAW+SMAM焊接方法、ER70S-3+E7018-SR焊接材料的資質(zhì)。
2.2 程序
　　安裝前承建商編寫PHT管道安裝程序、焊接程序、焊縫返修程序共三個程序和PHT管道安裝檢查及試驗計劃，三個程序?qū)Π惭b相關(guān)活動及注意事項做出了規(guī)定，而檢查及試驗計劃是設(shè)置在安裝過程中各事項的質(zhì)量檢查點并記錄檢查結(jié)果。同時，按ASME第Ⅸ《焊接和釬焊評定》進(jìn)行焊接工藝評定，并形成文件。上述質(zhì)量策劃的活動都經(jīng)過審查和確認(rèn)。
2.3 安裝過程質(zhì)量監(jiān)理
　　對安裝過程中各主要安裝步驟的檢查在質(zhì)量監(jiān)理工作程序中已做詳細(xì)的規(guī)定，檢查結(jié)果形成質(zhì)量監(jiān)理檢查單及檢查記錄單。
3 　不符合項報告（NCR）詳析
3.1 NCR清單
　　NCR清單及內(nèi)容如下。
　　（1）9801-LY-33122-NCR-00092：1號機(jī)組主熱傳輸系統(tǒng)管道安裝后，所有主泵泵殼法蘭水平度超差
　?。?）9801-LY-33129-NCR-00053：1號機(jī)組主熱傳輸系統(tǒng)管線中，管段9801-33129-5-111-1 MK-1中的一個儀表管被撞彎 　　（3）9801-AY-33129-NCR-01447：編號為98-33129 -3-111-MK-1 PHT管道沒有按圖施工，三個管嘴的位置與圖紙顯示相反
　?。?）9802-AY-33129-NCR-01561：在檢查9801- 33129-3 F8焊口時，發(fā)現(xiàn)其母材壁厚小于要求的最小壁厚
3.2 NCR產(chǎn)生原因及處理措施
3.2.1 1號機(jī)組PHT管道安裝后引起所有主泵泵殼法蘭水平度超差 　?。?）影響主泵泵殼法蘭水平度的因素
　　從主泵與主管道的連接形式可看出，影響主泵泵殼法蘭水平度的主要因素，可分為兩方面。一方面是焊接Φ16″垂直管段（主泵與進(jìn)口集管間）上的F1、F2、F3、F4。另一方面是焊接Φ20″水平管段上的F8、F9、F10、F11、F12、F13（注Φ20″水平管段包括蒸汽發(fā)生器與主泵間和蒸汽發(fā)生器與出口集管間，蒸汽發(fā)生器與出口集管間的F8、F10、F11、F13對主泵水平度無影響，但按程序F8、F9、F10同時焊，F(xiàn)11、F12、F13同時焊）。當(dāng)然，還存在一些如管道組對間隙、管段的下料尺寸（等同焊縫收縮量）、焊縫返修、焊工技術(shù)水平（如線能量、焊接方向等）、熱處理先后次序等因素都會對主泵泵殼法蘭的水平度產(chǎn)生一定的影響。
　?。?）主泵泵殼法蘭水平度超差及方向判定
　　焊接Φ16″垂直管段上的F1、F2、F3、F4后，無論主泵約束去除與否，熱處理前后主泵泵殼法蘭的水平度均能滿足要求（允差值≤1 mm）；Φ20″水平管段上的F8、F9、F10、F11、F12、F13焊接后（包括焊后熱處理），主泵泵殼法蘭水平度高差達(dá)1.2~1.7 mm，且主泵水平度偏差方向為靠CR 軸線（R/B廠房中心軸線）方向高，靠蒸汽發(fā)生器方向低。 　
?。?）引起主泵泵殼法蘭水平度變化的過程分析
　　焊接Φ16″垂直管段上的F1、F2、F3、F4時（F1、F2同時焊；F3、F4同時焊接），由于焊縫收縮的同時性，只能使主泵泵殼的標(biāo)高降低，而對水平度無明顯影響；焊接Φ20″水平管段時，F(xiàn)9、F12以主泵泵殼水平度影響最大，由于主泵泵殼的重量比蒸汽發(fā)生器小的多，且蒸汽發(fā)生器又有備用支撐、上部側(cè)向支撐、下部垂直支撐的約束，當(dāng)焊縫收縮時，泵殼向蒸汽發(fā)生器方向位移，最終導(dǎo)致以與泵殼相連的集管為支點（集管由8個限位器固定，不能移動），主泵泵殼連同垂直管段向蒸汽發(fā)生器方向傾斜，從而導(dǎo)致泵殼法蘭水平度超差。 　
?。?）1號機(jī)組主泵泵殼法蘭水平度超差的糾正措施
　　加熱F12焊口（位置見圖2）至焊后熱處理的保溫溫度，用千斤頂把主泵泵殼頂向遠(yuǎn)離蒸汽發(fā)生器方向，通過主泵與蒸汽發(fā)生器間的PHT管道的拉力，矯正水平度，NDE檢查此焊縫，經(jīng)上述處理，主泵泵殼法蘭水平度達(dá)到了允差要求（≤1 mm）。 　
?。?）2號機(jī)組PHT管道安裝時預(yù)防主泵泵殼法蘭水平度超差的措施
　　應(yīng)采取預(yù)變位的辦法，即在PHT管道焊接前，將主泵泵殼向蒸汽發(fā)生器相反方向（即CR軸線方向）預(yù)傾斜1 mm。 3.2.2 1號機(jī)組主熱傳輸系統(tǒng)管線中，管段9801- 33129-5-111-1 MK-1中的一個儀表管被撞彎
　　此儀表支管管咀在垂直管段上，處于管道運(yùn)輸通道，盡管在安裝時用鐵環(huán)對其進(jìn)行了保護(hù)，但在運(yùn)輸管段時，仍被撞彎，處理措施如下：
　　火焰加熱彎曲部位（加熱溫度小于370℃）后校直，然后對彎曲部位做液體滲透（PT）檢查，結(jié)果PT合格。
3.2.3 1號機(jī)組編號為98-33129-3-1111-2S-3 MK-1的PHT管道安裝定位錯誤 　
　（1）安裝錯誤概述 　
　1號機(jī)組編號為98-33129-1111-IS-3 MK-1 PHT管道于2001年3月28日焊接完畢，但在2001年7月14日儀表管安裝過程中，發(fā)現(xiàn)該管段儀表管座的方向與圖紙要求不符，經(jīng)進(jìn)一步檢查，確認(rèn)此管段的三個管口方位與圖紙設(shè)計要求相差180o。根本原因有以下兩點： 　?、?設(shè)計原因 　
　  AECL提供的編號為98-33129-3-1111-IS-3 Rev.0施工圖紙對3/8″儀表管座的方向信息存在兩種截然相反的描述，引起現(xiàn)場指示不清。 　　
② 施工原因
　　在安裝中僅按照圖中指示的3/8″管座進(jìn)行定位，未對其標(biāo)高進(jìn)行核查，也沒有核對另外2個支管（4″和3/4″）管座方位。 　?。?）處理措施
　　2001年9月2日，SPMO發(fā)布FCR（編號為：9801-AY-33129-FCR-3603 Rev.3）決定3/4″管座原樣接收，對4″和3/8″管座進(jìn)行處理，處理措施簡述如下：
　?、?模擬試驗
　　按照修復(fù)時的安裝位置和環(huán)境條件進(jìn)行現(xiàn)場模擬試驗，對4″管座做PT、RT、UT檢查，3/8″管座做PT、UT檢查，合格后做PWHT，隨后按ASME第IX卷規(guī)定的方法把焊接接頭切片，用顯微鏡觀察其宏觀、微觀金相，并提供微觀金相相片。
　　a）4″管座
　　4″管座的焊接模擬試驗于8月29日完成，金相分析于9月2日完成，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)任何缺陷顯示。
　　b）3/8″管座
　　3/8″管座模擬試驗于8月29日、9月3日、9月7日共進(jìn)行三次，前二次因多種原因在金相分析時發(fā)現(xiàn)存在微裂紋而判廢，第三次改變焊材、預(yù)熱方法，即把焊材由ER70S-3改為ER70S-2，火焰預(yù)熱改為電加熱帶預(yù)熱，且背面不再充氬，金相分析結(jié)果合格，3/8″管座模擬試驗工作于9月13日完成。
　?、?修復(fù) 　
　a）4″管座及管帽
　　9月14日，TQNPC致函SPMO（函號：QYAY-01-00400-L），同意4″管座及管帽的修復(fù)工作。9月15～17日，CNI23按制訂的ITP（編號：9801-33129-ITP-8708）完成4″管座及管帽的修復(fù)工作，經(jīng)NDE檢查合格。
　　b）3/8″管座
　　經(jīng)TQNPC與SPMO討論，決定3/8″管座不必再重新定位（見SPMO函AYQY01-1148L）。 3.2.4 在檢查9801-33129-3 F8焊口時，發(fā)現(xiàn)其母材壁厚小于要求的最小壁厚
　?。?）產(chǎn)生原因
　　如圖3所示，制作母材坡口時切削管子端部內(nèi)圓，而焊后打磨焊縫余高，這樣，就可能導(dǎo)致接頭區(qū)（包括焊縫和熱影響區(qū)）的局部減薄，當(dāng)其厚度小于名義壁厚的87.5%（ASME要求的最小壁厚）時，超差。
　?。?）處理措施
　　①堆焊母材，并打磨光滑，使堆焊層與母材圓滑過渡；
　?、诔暡y厚（UT）檢查堆焊及打磨區(qū)的壁厚，確保達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求（≥名義壁厚的87.5%）；
　　③磁粉（MT）或者液體滲透（PT）檢查合格后，射線探傷（RT）；
　?、馨丛缚p的熱處理方法進(jìn)行焊后熱處理（PWHT）。
　　經(jīng)上述處理后，母材壁厚全部達(dá)到要求。
4 　小結(jié)
　　本項安裝工程已經(jīng)結(jié)束，我們從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面按照預(yù)先制訂的監(jiān)理程序?qū)こ踢M(jìn)行了有效的控制，產(chǎn)生的質(zhì)量問題也得到了圓滿的解決，并創(chuàng)造了新的CANDU堆記錄（共用時21天），機(jī)組運(yùn)行后的數(shù)據(jù)表明，此項工程完全符合設(shè)計要求，這為以后同樣的工程提供了寶貴的經(jīng)驗和教訓(xùn)。