环形起重机安装施工中防碰撞的质量控制

摘 要环形起重机安装运行时因设计原因部分部件的尺寸超长，在试运行时与穹顶的核级喷淋管道相撞；因穹顶中心法兰下降位移造成环吊运行集线器受损，这些事件对环形起重机自身及相关核级设施均造成较大影响。只要做好施工方案、质量计划相关措施，加强质量监督与控制，提前做好数据测量比对，就可避免环形起重机安装运行时碰撞事件的发生。

关键词：环形起重机、环吊集线器、电缆滑轨端梁、喷淋管道、标高、碰撞

中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：

1 环形起重机的重要用途及其国产化的进程

1.1 核能是清洁能源，控制的好就能造福人类，否则就会祸及子孙后代。因此核电建设是安全第一、质量第一并举。环形起重机（简称环吊）安装在核电站的心脏 ——反应堆厂房内，是反应堆厂房内大型核级设备工程安装和机组大修的唯一吊装设备。在工程建设期间，环吊的安装、调试、试验及投运，直接关系到190吨穹顶吊装、反应堆压力容器安装、380吨蒸汽发生器安装等多项核级设备安装关键节点的实现，以及反应堆厂房内的各项施工、系统调试、役前检查等工作的开展；同时，“环吊可用”本身也是核电站建设的关键里程碑之一。核电站投运后，环吊将一直在反应堆压力容器开、关盖等换料大修活动中起重要作用。环吊吊装工作直接影响到核级设备的安全，因而对其吊装定位精确性、可靠性、安全性都有很高要求。环吊安装质量控制的重要意义由此可见。

1.2 我国自主生产环形起重机的历史很短，我国联合设计独立制造的历史刚刚十年有余，自主研发环形起重机的时间不足五年。到目前为止，国内制造厂家也仅有大连重工·起重集团有限公司和太原重工股份有限公司两家单位。设计方面需改进完善的部位在所难免。

秦山二期扩建工程3、4号机组所安装的190/20+190+5t-35.4m环形起重机，是我国响应重大装备国产化战略的首台自主产品，由太原重工股份有限公司制造，主要技术由德国NKM Noell GmbH公司提供。

2 环形起重机的主要组成部分及功能范围

本文以190/20+190+5t-35.4m环形起重机为例介绍介绍其主要组成部分及功能。

2.1 环形起重机的组成:环吊主要由环形轨道、起重机旋转机构、桥架、拱架、安装小车（190T）、运行小车（190T+20T）、XY方向服务小车（5T）、电气控制系统等组成。全部电气控制装置安装在电气主梁中部，安装小车、运行小车安装在桥架主梁上部平台，主梁之间由拱架连通、自平台由拱架爬梯直达拱架顶端。拱架为箱形梁结构，其作用为固定环形集线器，将电源由环形集线器引至环吊；固定卷扬机，待核岛安装结束由60t卷扬机完成安装小车的拆除。

2.2环形起重机与常规起重机相比的独特性是：环形起重机大车运行在圆形轨道上，旋转直径35.4m（即其大车轨道是一个直径为35.4米的整圆）， 轨道水平标高为40.915m。安装小车起升重量190T,运行小车起升重量190T+20T，服务小车起升重量5T,起升高度分别为：42m、42m、48.5m、43.2m，能够使380吨中的大型蒸发器等设备在直径35.4m高20m的圆柱内实现精确吊装和翻转。能替代过去多部吊车同时工作实现的功能（如秦山三核的加拿大重水堆就在核岛厂房安装6部吊车）。

2.3 环吊运行的环境特殊：该环形起重机能在高温、喷淋水、酸性、辐射和绝对压力等因素的影响下运行。

3 环吊安装试运行期间发生的碰撞事件

3.12008年4月环吊试运转时电缆滑车轨道工字钢梁端部与喷淋管相撞，造成喷淋管表面出现凹坑，使得该喷淋管的安全可用性不可确认。

3.2 2008年4月环吊试运转时，环吊集线器外壳被挤裂。

3.3 拱架爬梯护栏与喷淋管相撞。

3.4 桥架上非电气梁平台护栏与喷淋管相撞。

3.5 桥架主梁端部4个通气弯头与喷淋管相撞。

4 碰撞事件的原因分析

4.1 直接原因。

电缆滑车轨道工字钢梁端部与喷淋管相撞事件：检查发现电缆滑车轨道的工字钢梁较长，即工字钢端部水平半径大于穹顶内壁竖向喷淋管外壁半径，以致造成工字钢端部在穹顶内部运行时与璧装竖向喷淋管干涉；随后进一步检查发现：拱架爬梯护栏、桥架的非电气梁平台护栏（有通道自此向下）、桥架主梁端部4个通气弯头均存在在不同程度与管道干涉，与上述原因相同。另一方面施工单位试运行时8个对讲机一个频道，发生碰撞时频道被占用，发现问题人员无法及时告知环吊司机停车，也是喷淋管深度被撞的原因之一。

4.2 施工责任与质量控制方面存在漏洞。事件发生后，设备制造厂家与安装承包单位都认为对方为主要责任，自己为辅助工作，施工主体存在责任不清的状况。在质控方面检查发现该安装工作没有施工方案，没有质量计划更谈不上控制点，没有监理进行质量监督控制。

5 如何在环吊安装运行过程中做好质量控制，避免碰撞事件的发生？

5.1 首先明确责任主体，完善质量控制。明确安装单位的主体职责后，要求其编制施工作业的方案、编制施工作业的质量计划。今后环吊安装活动启动前，要求其首先启动质量计划。质量计划开启的先决条件就是审查其人、机、料、法、环，影响质量的五大因素是否满足要求。特别是重点审查环吊的安装环境：如环形吊车自身的部件尺寸及标高（电气滑道端梁、顶部集线器）、穹顶中心下方的法兰盘的位置尺寸及标高等等，环吊的这些部件是否与穹顶下方的环境相适应？应当对各种尺寸数据认真核实后得出结论。

5.2研究吊车的安装环境，抓住主要控制因素。吊车安装在穹顶下方，穹顶下方装有喷淋管系统、环吊供电电缆桥架、一条长方形通风管。穹顶喷淋管道属于安全壳喷林系统的重要组成部分，是核电厂重要的安全系统。穹顶区域喷淋管道由A、B两个系列共计4个环管及其连通管组成。A系列安装标高+50.975m和+54.16m，B系列安装标高+52.335m和+54.78m。沿安全壳壁向下6条喷淋管与四环管相连，6条竖向喷淋管安装位置分别为： 30°、40°、50°、110°、120°、320°方向；210°240°方向还分别安装一组电缆桥架、一根风道管。扩建工程3、4号机组穹顶喷淋环管首先采用环管地面预组装焊接，再采取喷淋管随穹顶整体吊装的方式一次吊装就位。穹顶下方的这些部件以喷淋管最为突出，且电缆桥架与通风管均未出现过相撞事件，所以把喷淋管作为环吊安装环境的重点质量控制因素。

5.3研究厂家技术资料，掌握环吊的接口数据。太原重工关于环吊机械部分出厂资料提供的接口数据仅有：反应堆安全壳内径Φ37m，环吊轨道直径（与安全壳同心布置）Φ35.4m，轨顶标高Φ40.915m，牛腿表面标高40.030m，牛腿数 36个，集线器安装完毕（包括穹顶下方的法兰）标高55.88m。 显然这些数据不能反映，环吊自身凸出部件的高度与半径，更不能从中直接解答是否与安全壳穹顶下方的喷淋管相适应问题。

6 环吊已发生碰撞问题的处理

6.1 环吊集线器问题的处理方法：切割掉穹顶法兰截短立管，增加环吊集线器的安装高度、调整穹顶法兰与集线器的同心度一致后，焊接上法兰，同时更换新的集线器罩最终固定。

6.2 被撞喷淋管，深度较大的进行了更换，轻度被撞喷淋管进行了原样接收处理。

6.3 撞击喷淋管的围栏被拆除，在环吊慢速试运行中调整位置，符合要求后进行重新固定。

6.4 与喷淋管相撞的主梁端部4个通气弯头，被切割掉，原有通气部位作废。

7 经验总结

7.1 经验教训：环吊碰撞事件暴露了责任主体不明确，施工方案、质量控制缺失是产生问题的主要根源。施工前没有意识到穹顶下方的作业环境会存在与环吊冲突的因素，大车环形轨道试运行时无应急预案，防碰撞叫停信息传递失效，测量工作在大型设备安装中的跟进等因素应引起今后工作的重视。

7.2 在其他项目质量控制中应注意的几个方面：

7.2.1 审查完善施工方案，注重细节，确保防碰撞叫停信息传递及时即发现问题能够即刻停止环吊运行；

7.2.2 环吊安装调试施工前必须审查其质量控制计划（或ITP），重点审查其穹顶下方的作业环境是否满足；

7.2.3 做好预控措施：研究环吊厂家接口数据资料、研究环吊安装图纸、研究穹顶下方喷淋管安装图纸，确定环吊所有凸出部位，测量其标高及半径判断是否与喷淋管等核级设备冲突。做到预控有数。

为避免环形起重机安装运行时碰撞事件的发生，只有明确责任主体，做好施工方案、质量计划（或ITP）相关措施，加强质量控制和监督，做好质量预控工作，提前完成环吊安装部位、凸出部位的数据测量，发现环吊与安装环境的冲突点，试运行时小心谨慎不放过各种隐患，才能安全可靠、高质量地完成环形起重机的安装工作。其他大型设备的安装工作宜可借鉴。

参考文献：

1 4RX穹顶管道断面图 图号04014RX8BZS01002工程名称：秦山核电二期扩建工程

2 环形起重机总图买方合同号：QEXSC105008JOEM41CN1 工程名称：秦山核电二期扩建工程