核级离心风机在监造工作中的质量控制

核级离心风机在监造工作中的质量控制

李慧君1冯博智2

李慧君1冯博智2

（1华北电力大学河北省071003;2河北省教育厅河北省050051）

摘要：核级风机是核工程领域的重要设备，为了保证风机的制造质量，监造人员对制造厂的设备制造过程进行监造，从原材料采购、机加、焊接、组装、叶轮动平衡、机壳气密性试验、轴密封试验、超速试验、空气动力性能试验等各个制造工序进行质量控制。监造人员通过对制造过程的检查、监督及见证，使风机各项指标满足设计、标准的要求。

关键字：核级风机；离心风机；设备监造；质量控制

1引言

风机作为通风系统的动力源，其应用范围遍及核电站、火电厂、金属矿山、煤炭、冶炼、空调通风等各个行业。在现场运行中，由于风机在制造、维护、保养等方面存在许多问题，使风机效率损失高达10%-30%[1]，再加上核级风机具有放化等级高，抗震级别高等特殊要求，其安全性和可靠性直接影响核设施的安全性。因此，从制造阶段对核级风机进行监造显得尤为重要。

2离心风机的结构特点和制造过程

在各类风机中，离心式风机以其运行功率大的特点在风机行业中占有较大的比例。大型离心风机的回转系统一般是由电机、传动轴、轴承、机壳和风机叶轮等部分组成的。风机的制造全过程包括：材料采购、材料复验、主轴加工、机壳焊接、叶轮焊接、主轴（UT）、轴盘（UT）及叶轮（PT）无损检测、热处理、叶轮动平衡试验、机壳气密性试验、轴密封试验、超速试验、叶轮组装、噪声试验、机械振动、空气动力性能试验等工艺过程。作为核电重要设备，业主派遣监造人员进行驻厂监造，对核级风机的制造过程进行把控，从源头上保证了设备的制造质量。

3核级风机制造前期的质量控制

监造人员在设备加工前熟悉设备图纸，认真学习设备制造必须遵循的设计要求、采用的技术标准、技术规范等技术质量文件；

审查制造厂编制的质量保证大纲、程序文件、质量计划、设备制造和焊接工艺方案、焊接工艺评定、试验或检验规程、加工工序、确定制造关键环节和监造控制重点；

审查制造厂及其相关检验人员和焊工是否具有核级资质且人员数量需达到要求；

检查制造厂制造设备的能力、加工设备的精度、产能、数量、完好状态及设备管理制度，是否满足设备制造质量和进度的要求；检查在加工制造过程中所用的检测仪器和检测工具是否经过检定/校准并在有效期内；

检查设备制造作业场地的清洁度及环境条件等情况。

4核级风机制造过程的质量控制

业主和监造人员根据制造厂编制的质量计划，对关键工序设立质量控制点——W点或H点，监造人员按照质量计划上的质量控制点进行质量控制和见证，在工序加工过程中，严格执行相关的法规、规范、标准的要求，并加强日常制造过程的巡检，以确保设备的制造质量。

4.1原材料控制

在原材料采购方面，所有材料的采购必须符合《核级风机技术规格书》和相应标准的要求。材料采购进厂后，组织制造厂的检验人员对材料进行入厂检验，对材料的质量证明书、钢板尺寸和外观、钢板的炉号和批号，圆钢的尺寸和外观、铸件的外观质量进行核查，并按要求对钢板和圆钢取样，进行机械性能和化学成分的复验，以确保使用的材料符合设计图纸和相关标准的要求。

4.2机壳以及叶轮的焊接

施焊前，检查焊工是否具有在有效期内的核级施焊资格证；对焊材进行外观检测，对焊材的保存、领用、回收严格控制。

焊接过程中，严格控制焊接的电压、电流、焊接速度、预热温度、层间温度等焊接参数。焊后进行焊缝外观成型质量检查，焊缝表面不允许有焊瘤、飞溅、弧伤、气孔、裂纹、夹渣和未焊满等焊接缺陷，焊缝表面应均匀、光滑。叶轮焊接完成后对焊缝进行渗透检测。

4.3叶轮的动平衡试验

转子不平衡是旋转设备最常见的故障之一，风机的不平衡现象主要表现为风机轴承座、机座出现强烈振动和噪声，导致轴承压盖松动，轴承磨损加剧及风机运行效率下降。因此，离心风机装备前必须对风机叶轮进行动平衡试验。

动平衡试验就是设法在叶轮外缘增加配重或通过砂轮磨削去除多余质量达到使不平衡惯性力消除或减少的目的，以减轻风机振动并降低风机运行的噪声[2]。

此项目以在叶轮外缘增加配重块，用型号为YYW-3000型的动平衡机进行风机动平衡试验。一般，校正质量(配重)的数量在同一校正平面上不得超过两块，两块相互间的相位差不得大于90°。

4.4离心风机机壳气密性试验和轴密封试验

本文提到的离心风机为放化级设备，用于核电厂房的排风，所以必须保证风机机壳和轴承处密封性的良好，防止有害放射性气体泄漏扩散，确保工作人员安全。

机壳气密性试验前，将风机入口和出口用盲板封住,并加压到风机全压的1.25倍，关闭供气阀保压15min后，在所有焊缝和接头处、进出口、轴孔法兰边外部表面涂上肥皂液，若无任何肥皂泡形成，则机壳密封性良好。

在做轴密封泄漏试验前应去除叶轮，密封所有出口，使轴在正常的风机转速下转动，压缩空气经锥体接触式压力调节阀调至试验压力后，通过流量计进入机体，使压力保持稳定，从流量计测出的气量是该密封装置在该压力下的泄漏量。泄漏值应低于风机额定风量的0.01%/250Pa压差，或小于0.85m3/h。

4.5叶轮超速试验

为最终检查叶轮的焊缝焊接强度及叶轮刚度，在风机叶轮动平衡试验后必须对叶轮进行超速(一般为额定转速的115％)试验[3]。

超速试验前应检查叶轮的表面铸造质量、螺栓或焊缝、铆钉和轮盖、轮盘、轮毂等应无裂纹及松动现象，在叶轮径向相互垂直的两个方向对轮盖的进口内径、叶轮外缘直径、叶轮出口处叶片的垂直度进行测量，作好记录，并在相应部位作好标记。

试验时，将叶轮盖好安全护罩，试验台周围应设置安全护栏，所有人员远离到安全可靠的地带，观察转速仪使叶轮在不小于叶轮最高工作转速115%的转速下运转，持续时间不得少于10min。试验完毕拆下叶轮，对试验前打标记的部位重新测量相应的尺寸，重新检查叶轮的叶片、焊缝、轮盘、轮盖、轮毂等不得裂纹，铆钉不得松动及裂纹，轮盖的进口内径、叶轮外缘直径、叶轮出口处叶片的垂直度尺寸变形量小于0.5‰为合格。

4.6机械振动

将被测风机直接紧固在坚实的试车台基座上，实行刚性支承。开启风机将转速由零加速到规定转速，并至少在轴承温度稳定20min后，测定轴承温升和振动，振动速度应小于4.6mm/s[4]。机械运转试验进行1h后，检验所有零件、附件、确定是否有过分磨损或机械缺陷的痕迹。

4.7离心风机空气动力性能试验

对风机进行空气动力性能试验，以验证风机是否达到规定的风量、风压、噪声及振动要求，在额定风量下，允许压力偏差为0～+10%[5]。

测试风机安装时要保证风机连接处的密封性。设置好合适的喷嘴数量和喷管直径，布置好皮托管，连接好各传感器，主要进行压差，温度，湿度等的测量。

5结论

核级风机是放化、质保B级设备，现场监造人员通过现场见证、旁站监理、巡视、文件见证等多种监理方式，使设备制造过程始终处于受控状态。操作者严格按照工艺规程进行制造；驻厂监造人员和制造厂检查人员依据标准、规范、检验规程、技术规格书进行质量见证和把关；各部门合理安排，分工合作，认真组织，严于控制，使设备的制造质量得到了保证[6]。

参考文献

[1]王峰林，离心风机现场动平衡技术的实践，节能技术，1998，9(5)：13～15

[2]王萍辉，180°两次试加质量法在离心风机现场动平衡中的应用，电力情报，1999（3）：48～51

[3]JB/T6445-2005，工业通风机叶轮超速试验

[4]JB/T8689-1998通风机振动检测及限值

[5]EJT886-2006，核级通风机设计通则

[6]HAF003核电厂质量保证安全规定