核电浓缩液监测槽包装运输改进和实施

核电浓缩液监测槽包装运输改进和实施

郭永余

中核（上海）供应链管理有限公司

摘要：核电浓缩液监测槽是带单盘式浮顶结构产品，由于浮顶设计厚度为3mm，运输过程缺乏有效支撑且浮顶刚性不强，运输过程中极易造成设备运输损伤。良好的包装及运输设计对浓缩液监测槽等运输敏感设备的完整性具有重要作用，本文通过对实际运输案例分析，分析、总结设备运输损伤原因，提出了该产品的运输包装方案并且效果良好。

关键词：结构分析；刚性；颠簸；包装运输

核电浓缩液监测槽为某核电机组非核级预装设备[1]，每台核电机组配置2台。设备制造完成后，1号核电机组的两台设备分两辆汽车分别发运至项目现场。现场工作人员进行开箱检查时发现两台设备浮顶组件中浮顶底板与锥螺母焊接部位及周边存在裂纹（每台设备3处），浮顶组件中心接管脱落。

得到现场反馈后，经制造方评估，确定产品需返厂进行浮顶底板更换，在运输回厂的同时进行原因分析和后续返修方案及运输方案的制定。

1、问题分析

1.1确定是否为偶发事件

由于两台设备分别由两辆汽车进行运输，且非同时发运（间隔一天），但两台设备到现场后出现的问题相同，运输途中车辆碰撞及异物跌落砸伤的可能性基本可以排除，可确定并非偶发事件。

1.2 与同车运输的冷凝液监测槽的对比分析

此次运输过程中，一台冷凝液监测槽和浓缩液监测槽同车发运，另一台冷凝液监测槽和另一台浓缩液监测槽同车发运，两台冷凝液监测槽均无此问题发生。冷凝液监测槽和浓缩液监测槽的大体设计结构相同，区别之处在于冷凝液监测槽尺寸较大，浮顶组件增加了互成90°的加强筋板，增强了底板的刚性，同时对中心管进行了加固。所以浓缩液监测槽浮顶存在由于刚度不够而产生运输缺陷的可能性。

图1 浓缩液监测槽侧视图及俯视图

1.3 浓缩液监测槽结构分析

浓缩液监测槽如图1所示，浮顶落到3个圆筒支撑为设备的运输状态，在此状态下运输存在以下几个客观现象：

（1）支撑面积较小（每个支撑面直径为160mm）；

（2）浮顶底板较薄（3mm），无加强筋板结构，所以刚性相对不好；

（3）中心管与浮顶底板上下表面采用角焊缝整圈焊接，无加强筋板结构，在路况不好颠簸情况下焊缝将经受多个方向的较大应力作用。

1.4 运输路况分析

从制造厂到核电项目现场约1500公里，运输持续时间长，且区间道路状态较差，运输过程中颠簸震动大，所以持续大幅度震动和摇晃也可能是设备缺陷产生的一个主要原因。

1.5 返厂后浮顶底板材料分析

设备返厂后，制造厂对浮顶底板、焊缝金属及锥螺母进行了便携式光谱分析，所有材料均为正确使用，不存在材料误用导致裂纹的情况。

1.6 分析总结

综合以上分析得出的结论是：由于运输道路条件差，浮顶的上下颠簸和左右摇晃，其160公斤的自重和惯性冲击力全部作用于3个直径约160mm的浮顶底板表面上（也是3个锥形螺母焊接位置），且由于底板刚性较差（较之于道路状态而言），长时间的冲击力作用于支撑处，造成了裂纹的产生，中心管长时间的大振幅运动（中心位置振幅最大）造成脱落。

2、问题处理

通过以上分析可以发现，刚性不够（较之于道路状态而言）暂不能解决，要避免返修后的产品运输过程中再出现同样的问题，唯一的途径就是尽可能减小浮顶的震动和摇晃。

制造厂首先提出设备下部灌水将浮顶漂浮起来进行包装运输的方案，后经讨论后认为存在几点风险而否决该方案。

（1）设备吊耳按空罐重量进行设计，如果灌水，水面高度要超过底部的3个支撑管高度约30mm，即高度为330mm左右，根据设备2000mm内可知，水的重量在1000公斤左右，所以装车和卸车都成问题。当然也可进行空罐装车，然后灌水，到现场后先排水，后卸车，但现场排水则需借助吊车进行设备倾斜排水，安全性不好。

（2）管塞的密封可靠性存疑。浮顶下部的管塞在长时间运输颠簸过程中如出现松动导致漏水，则水的软性支撑失效，重新成为3点硬接触支撑。

（3）现场排水清理及清洁困难。

通过技术分析及现场卸车条件确认，提出将浮顶组件悬挂运输的思路。悬挂避免了支撑处冲击力，但悬挂的问题是浮顶将可能在运输过程中转动和晃动碰撞造成隔膜损伤，所以要解决两个问题：浮顶定位和锥螺母螺纹保护。

设备包装运输方案：用三根不锈钢钢丝绳通过浮顶吊耳和设备吊耳将浮顶吊高至支撑面约10~30mm，另制作三个铝材或铜材定位螺柱（螺柱长度要足够长，满足浮顶上下移动的需求），与支撑上的螺母连接起导向定位作用，另制作三个锥螺母的螺纹保护夹套避免浮顶上下运动及左右运动时与定位螺柱撞击磕碰而损伤。出于增加保险系数考虑，在定位螺柱上部采用树脂胶粘接橡胶（约2mm厚）用以减少定位螺柱与螺纹夹套的间隙。

3、处理结果

返修设备经过盛水试验等验证、验收后，以新包装方案完成了设备包装后发运，顺利抵达核电项目现场，经现场细致检查后确定验收合格。

4、结论

浮顶类设备由于在运输过程中会产生上下晃动及颠簸，对于刚性不足、支撑性较差的设备会产生较大的应力作用，继而产生裂纹等设备损伤。对于同类浮顶设备，通过浮顶吊耳和设备吊耳将浮顶吊高至具支撑面，并以定位螺柱与支撑上的螺母连接起导向定位作用，以三个锥螺母的螺纹保护夹套避免浮顶上下运动及左右运动时与定位螺柱撞击磕碰，以此解决运输过程的设备损伤风险。

参考文献：

[1] GB 50341-2014 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范