核电钢制安全壳曲面厚板大直径开孔工艺

摘要

钢制曲面厚板大直径开孔具有以下三个特征:一是钢板厚度大,二是孔洞尺寸大,三是孔洞尺寸相对于曲面曲率半径的比值较大.一般情况下,当该比值大于0.2时,孔洞的平面投影轮廓和曲面展开轮廓的差异不容忽视,且影响程度会随着比值的增大而增大.另外,在曲面曲率的影响下,板厚越大,采用传统方法开孔的尺寸误差也越大.若这些影响被忽视,将导致孔洞尺寸误差较大甚至不合格.针对曲面厚板大直径开孔,传统的现场加工方法是切割时保留一定的切割余量,通过反复打磨、比对,以达到合格的尺寸,这种方法的加工时间长,工作量大.浙江三门AP1000核电站是我国首个第三代核电站,其钢制安全壳是立式圆柱形大型压力容器,半径19812mm,最大板厚为47.6mm,其壳体上的设备闸门安装孔直径7015mm.该孔洞直径与安全壳壳体曲率半径比值达到0.35,属于曲面厚板大直径开孔.本文以浙江三门AP1000核电站钢制安全壳设备闸门安装孔为例,首先描述了施工现场开孔的一般方法,引出影响开孔尺寸的四个因素,即曲率偏差、闸门尺寸偏差、板厚和划线方法,分析了各因素对开孔精度的影响,并针对这些影响因素提出了解决的方法.文章最后描述了三门核电钢制安全壳设备闸门开孔划线、加固和切割的过程.实践表明,本文所提出的曲面厚板大直径开孔工艺能够满足孔洞尺寸的设计要求.该方法适用于核电钢制安全壳、储罐等容器的现场大直径开孔,具有良好的应用价值.