核电站建设中阀门安装的质量控制
摘要：本文主要介绍了核电站工程建设过程中焊接阀门和法兰连接阀门在安装过程中的基本知识，容易出现的问题和解决方法，并对质量控制要点，应注意事项进行了详细的叙述；从而引起施工人员及质量控制人员对阀门安装质量的重视，抓住重点，有的放失进行质量控制。经验的总结有利于加强对阀门安装的工程质量，从而更加有效地服务于核电工程建设。
关键词：核电工程建设；阀门安装；质量控制
Abstract: This paper introduces the nuclear power plant construction process of welding the valves and flanges to connect the basic knowledge of the valve during the installation process, prone to problems and solutions, and quality control points should be noted that the matters described in detail;cause attention to quality construction and quality control valve installation, to seize the key, put some loss of quality control. Our experience is conducive to strengthening the quality of the project to install the valve, in order to more effectively serve the nuclear power plant construction.
Keywords: nuclear power engineering construction; valve installation; Quality Control
阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。阀门在核电站中是使用数量较多的介质输送控制设备，方家山核电工程两台100万KW机组的核电站各类阀门大约2万台左右。阀门是核电站正常运行、安全保护中必不可少的重要组成部分，所以阀门安装质量控制至关重要。
1. 焊接阀门安装质量的控制
阀门焊接连接具有不泄漏、牢固、使用寿命长等特点，使得阀门焊接连接方式在核电站各系统中非常普遍，但焊接时的温度过高、过热变形等都会对阀门本体及安装质量造成影响。
1.1. 阀门有机部件的保护
阀门的形式多种多样，部分阀门内部存在隔膜阀的膜瓣、球阀的密封圈等有机部件，如在阀门焊接安装时不注意控制，就会使有机部件被烧毁，给工程质量及投资造成影响；在实际工作中对于象隔膜阀一般都要求施工单位在安装前将阀芯拆除并妥善保存，安装时只对阀体进行焊接，焊接完成后再对阀芯进行回装。
1.2. 阀门密封面的保护
阀门密封面的机加工精度、平面度、表面光洁度非常高，特别容易被损坏，
一旦被破坏，修复时非常麻烦，并且公称直径越大越困难，甚至对于大口径闸阀来说在现场将无法修复，所以在施工过程中应注意保护。造成阀门密封面损坏原因是多方面的，如：管道内的固体颗粒、焊接不当、操作用力过猛都有可能对阀门密封面造成损坏。对于管道内的清洁度控制将在下面进行论述，在此只对焊接操作时的保护进行简单介绍。
对于截止阀（或闸阀）在关闭情况下，阀芯（或阀板）和阀座密封面紧密接触，当进行阀门焊接安装时，由于阀体局部受热会造成不均匀变形，使阀芯（或阀板）和阀座密封面产生挤压，从而损坏阀门密封面。所以现场施工中一定要特别注意，当进行阀门焊接之前打开阀门，使阀芯和阀座在脱开的情况下施焊。
1.3. 焊接地线对阀门的损伤
由于进行焊接时，焊接电流很大，当电焊机地线直接连接在阀体上，由于连接处产生电弧火花，容易将阀门烧坏，并且一般情况下阀体材质（如：不锈钢、铸铁等）导电能力差，电阻大，焊接时将会产生大量的电阻热量，再加上焊接产生的热量，会使阀门温度更高，变形更大，从而损坏阀门，对于小口径阀门来说情况更为严重，所以施工时应严禁将电焊机地线连接在阀体上进行施焊，应将地线连接在与阀门相连的管道上。
1.4. 焊接变形控制
焊接变形是非常容易出现的问题，安装过程中不加注意就会造成管道弯曲、直线度超差，对于不锈钢材质来说变形量更大，并且这种变形很难纠正，对于公称直径较大的焊接变形将无法处理。如图一所示,当从下端开始焊接，那么最终焊接完成后将产生向上弯曲变形，为此就要在组对时预先留出一个向下的角度，角度的大小与材质、管径大小、壁厚、焊接速度、焊接电流大小、焊接层间温度等多种因素有关，是一个经验值，其次要和焊接工程师密切配合严格控制施工人员的施焊电流量、层间温度，使焊接变形在允许范围之内尽量减小，以保证管道的直线度。
图一 管道焊接弯曲变形预留
2. 法兰连接阀门的质量控制
法兰连接具有维修、更换方便等特点，使其在核电厂需要经常检修、更换、允许有少量泄漏的系统或部位使用非常普遍。法兰连接阀门的安装质量主要表现法兰密封面的保护、和阀门配对法兰的安装、法兰垫片的选择和螺栓拧紧力矩的控制等方面。
2.1. 阀门法兰密封面的保护
阀门法兰密封面就是在阀门和管道通过法兰连接时，法兰与垫片的接触面，是管道密封性能的保障，如果法兰密封面存在划痕、凹坑等缺陷，就会影响系统的密封性能，为此应特别注意阀门及管道法兰密封面的保护，在阀门及法兰储存、搬运工程中应扣好法兰密封面保护盖，施工过程中不应将法兰密封面直接和水泥地面接触，应用枕木、厚纸板、泡沫板等较软的物体垫起，更不允许直接敲击法兰密封面。
2.2. 管道法兰的焊接质量控制
管道法兰的最终状态应该为：法兰应与管道同心，螺栓应能自由穿入；法兰螺栓孔应跨中布置；法兰平面之间应保持平行，偏差不得大于法兰外径的0.15%，且不得大于2mm；法兰接头的歪斜不得用强紧螺栓的方法消除，以免造成法兰密封不严密，出现泄露现象。在现场安装的质量控制过程中，比较困难的是法兰的平行度，经常会出现楔缝现象，当进行阀门安装时就会出现法兰泄漏或强行组装现象，使阀门产生外力，对阀门造成不利影响。
2.3. 法兰垫片的安装质量控制
对于法兰连接的阀门，到底需要拧多大力，许多人都没有一个正确的概念，认为只要拧的不漏就好了，或是螺栓上的力矩越大越好，越能保证法兰的密封性能，或者认为这两种说法都是正确的，为改变此种观念，更好的为工程质量服务，本文提出以下意见和建议。
2.3.1. 法兰垫片的基本知识
需要对法兰垫片施加多大压力才能起到密封效果与垫片材质的硬度、弹性、耐压性、严密性等物理性质及垫片的宽度有直接关系。当对垫片加压，使垫片在弹性范围内产生变形，将法兰表面上微观的不平度填补严密，且不产生泄漏时，所施加的最小应力就是垫片的预紧比压（以y来表示）。若此时管道内压力增加，会使法兰产生分开的力，造成施加在垫片应力减小，使垫片产生泄漏，或使垫片被吹出，失去密封作用，因此施加在垫片的应力应大于预紧比压y。然而当施加在垫片上的应力过大时会使垫片失去弹性，产生塑性变形，当管道内压力增加法兰分开时垫片不能回弹贴紧法兰密封面而产生泄漏。所以实际应用中施加在垫片上的应力应介于预紧比压y和使垫片产生塑性变形的最小应力之间，一般用垫片系数m表示，m为施加在垫片上的有效紧固应力与管系的操作压力之比。y和m是垫片性质所决定的，与管道的工作压力无关。
2.3.2. 法兰垫片安装
在安装过程中，如何对应某一形式法兰和某种材质垫片，将施加在垫片的压紧应力转化成螺栓的拧紧力矩，只能通过实验确定，现场又不具备条件，所以在安装质量控制过程中应针对每种法兰及所使用的垫片查阅技术条件、厂家资料等文件进行控制，切忌以为拧紧力矩越大越好。另外如何拧紧法兰螺栓也是非常重要的问题，有些施工人员不注意这方面的情况，感觉无所谓，其实不然，在进行
法兰螺栓拧紧时应按照一定的顺序和步骤进行操作，方可避免错误的发生。
结束语
核电站建设中有关阀门安装时容易出现问题是：阀门的安装质量主要表现在阀座密封面的保护情况不良，隔膜阀膜瓣、球阀的密封圈等有机部件在焊接时的烧毁现象，阀门配对法兰安装不正确，法兰垫片的选择不正确，法兰螺栓拧紧方法不当及拧紧力矩控制不当造成的工程实体质量缺陷。
关键工序及控制要点主要表现在：制定正确的焊接方法，严格控制焊接电流及焊接地接线情况，保证阀门内部清洁度，控制阀门配对法兰的安装，正确选择法兰垫片和控制螺栓拧紧力矩。作为质量控制人员应对每一环节加以控制，以确保阀门的总体安装质量。
通过对C-2工程中整个安装过程的系统控制，管道阀门安装质量合格，在后续的运行过程中无跑、冒、滴、漏现象，性能稳定，质量可靠，运行平稳。
在方家山核电工程中运用上述方法进行了系统控制，控制点控制得当，已安装的管道阀门在局部冲洗试压工序中全部合格，值得广泛推广。
参考文献：
【1】.GB50235-2010工业金属管道工程施工规范【S】，中华人民共和国住房和城乡建设部，国家标准出版社，北京， 2009（30、39）。
马尚国，男，1979-10月生，工程师，现任北京四达贝克斯工程监理有限公司方家山核电工程项监部管道设备安装部主任。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
核电站建设中阀门安装的质量控制
