核电厂安全级DCS设备装联工艺的可靠性浅析及验证评估

第２４卷第９期　

２０　１７年９月　仪器仪表用户　

ＮＳＴＲＵＭＥＮ　ｌ０Ｎ　ＥＩＣ　Ｖｏ１．２４　２０１７　Ｎｏ．９　

核电厂安全级ＤＣＳ设备装联工艺的可靠性浅析及验证评估　

郝爱霞，王连春，胡劲松　

（北京广利核系统工程有限公司，北京１０００９４）　

摘　要：核电厂安全级ＤＣＳ设备整机装联过程中影响设备产品质量的因素很多，基于核安全法规和工艺技术标准的　要求，通过对整机装联过程中主要影响因素的列举分析，采用对设备装联工艺验证与评估的方式，对核电厂安全　

级ＤＣＳ设备装联过程中所使用的工艺技术的安全可靠性进行浅析。这些工艺方法在ＣＰＲ１０００项目机组、台山项目　

（ＥＰＲ）、阳江５＆６号机组（ＦｉｒｍＳｙｓ）、马赛克盘台、高温堆、ＲＩＣ等项目Ｄｃｓ设备整机装联过程中得以应用，有　

效提高了设备产品质量的安全可靠性，具有推广的价值。　

关键词：安全级Ｄｃｓ；装联工艺；影响因素；可靠性　

中图分类号：ＴＬ４　文献标志码：Ａ　００ｆ：１０．３９６９／ｊ　ｉ　ｓｓｒ１．１６７１—１０４１．２０１　７．０９　０１８　

文章编号：１６７１—１０４１（２０１７）０９—００５８—０６　

Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ　

Ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｏｆ　Ｓａｆｅｔｙ　ＤＣＳ　ｉｎ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　

Ｈａｏ　Ａｉｘｉａ，ＷａｎｇＬｉａｎｃｈｕｎ，Ｈｕ　ｆｉｎｓｏｎｇ　（Ｃｈｉｎａ　Ｔｅｃｈｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ＢｅｉＪｉｎｇ，１０００９４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｏｆ　ｓａｆｅｔｙ　ＤＣＳ　ｉｎ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ，ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍａｎｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ，ａｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｏｆ　ｓａｆｅｔｙ　ＤＣＳ，ｗｈｉｃｈ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｓａｆｅｔｙ　ｃｏｄｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｔａｎｄａｒｄ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｉｓｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ａｓ—　ｓｅｍｂｌｙ．Ｔｈｅｓｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｎ　ｐｒｏｊｅｅｔ　ＣＰＲ１０００，ＥＰＲ　ａｎｄ　Ｙａｎｇｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｔ　５＆６　ｗｈｉｃｈ　ｈａｖｅ　ｖａｌｕｅ　ｔｏ　ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓａｆｅｔｙ　ＤＣＳ；ｍａｃｈｉｎｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　

核电厂安全级ＤＣＳ是保护核电安全的关键控制设备，　

在工程实施的各个阶段：设计、设备集成、测试等均需要　

进行严格的质量控制，才能最终保证设备具有符合法规标　准及合同要求的高可靠性。其中，装联工艺是集成环节的　

重要组成部分，是保证设备整机装联符合设计及可靠性要　求的关键。　

核电厂安全级ＤＣｓ设备整机装联主要包括结构件安　

装、电气部件安装、电气接线连接以及标识等工序。设　

备装联使用的关键工艺有：螺纹连接工艺，主要用于结构　

件、电气部件的紧固安装；压接连接工艺、焊接连接工艺　和绕接连接工艺，主要用于电气接线端接。应用的其它操　

作工艺有布线工艺、线束防护工艺、线束固定绑扎工艺、　线缆弯曲半径控制、标识工艺等。这些工艺技术的实现主　

要取决于操作人员的技能水平的熟练掌握程度、工艺方法　的可达性、丁器具的可控性、物项的匹配性以及操作环境　

因素的影响。　

本文主要通过对装联丁艺应用主要影响因素的列举分　

析，基于核安全法规和工艺技术标准的要求，采用验证、　

评估的方式，阐述了核电厂安全级ＤＣＳ设备整机装联过程　

中所使用工艺技术的安全可靠性，并且这些工艺技术在　ＣＰＲ１０００项目机组、台山项目（ＥＰＲ）、阳江５＆６号机组　

（ＦｉｒｍＳｙｓ）、马赛克盘台、高温堆、ＲＩＣ等项目设备整机装　

联过程得以应用，有效提高了设备产品质量的安全可靠性。　

核电厂安全级ＤＣＳ设备整机装联操作适用的法规、技术　标准如表１所示。　

收稿日期：２０１７—０７—０５　作者简介：郝爱霞（１９８１一），女，河北人，本科，从事核电厂安全级ＤＣＳ仪控设备装联工艺技术研究工作。

　第９期　郝爱霞・核电厂安全级ＤＣＳ设备装联工艺的可靠性浅析及验证评估　５９　

１　装联工艺应用的安全可靠性分析　

ＨＡＦ００３“８．０工艺过程控制”［１］中明确规定了对核电厂　

安全级设备整机装联过程中“人、机、料、法、环”五要　素的控制，以避免人为因素影响、工艺规程的不适用、专　

用工器具的不可控、物项选用的不匹配以及操作环境不良　

影响。下文中通过列举分析，阐述了５要素中主要存在的影　

响因素。　

１．１人为因素的影响　

核电厂安全级ＤＣＳ设备整机装联操作的特点是以手工　

操作为主，在ＨＡＤ００３／０８“２．３人员资格和培训”［２】中明确规　

定了对从事设备制造人员的考核要求。但在实际ＤＣＳ设备　

装联操作中往往存在人为因素影响，造成作业产品质量下　

降或不可控。人为因素的产生主要包括工艺技能的掌握熟　练程度和质量控制两方面。　

１）人员技能水平主要体现在对装联工艺技术参数、　

关键工艺点的控制等操作工艺要求和方法的掌握程度，当　操作人员不能完全掌握并理解已确定的装联工艺方法和技　

术要求时，将导致作业产品质量降低，甚至造成设备使用　故障。　

２）人员的质量控制主要体现在操作人员对作业产品质　

量的管控，具体操作表现在未严格按照设计图纸，或工艺要　

求，或技术标准执行，未做到操作一步、确认一步、标记一　

步。由此，造成不符合设计图纸，或工艺技术标准要求。　１．２工艺规程的不适用影响　

核电厂安全级ＤＣＳ设备装联工艺技术是基于具体实施项　

目盘柜的结构设计和工程设计特点，依据相应的工艺技术　标准而确定，如压接连接工艺应符合ＧＪＢ５０２０￣７１和ＩＥＣ６０３５２—　

２［　１标准要求；焊接连接工艺应符合ＱＪ３１　１７［￣ｏｌ、Ｑｊ／Ｚ１４６ｔｌ１］和　

Ｑｊ３２６７ｔ１２１标准要求；绕接连接工艺应符合ＩＥＣ６０３５２一Ｉ［９１标　

准要求；螺纹连接工艺应符合ＧＢ／Ｔ３０９８．１［１３】标准要求；电　气部件安装和电气接线连接应符合ＧＢ５０１７１ｌ　４ｌ标准要求；　

布线、绑扎、固定、标识等工艺应符合ＲＣＣ—Ｅ“Ｅ４０００布　

线及连接件”【３１、ＩＥＥＥ　４２０“４．７　Ｗｉｒｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅｓ”［５１以及　

ＩＰＣ６２０ＡＥ　］标准要求。通过工艺试验评定或工艺验证的方式　

进行评估，将适用的工艺方法形成固化的工艺规程，用于　

指导设备装联操作。但在实际ＤＣＳ设备装联过程中往往存　在新增物项、或设计变更、或使用物项替换、或使用物项　

的某一控制参数发生变化等因素影响，造成工艺规程的不　

适用或超出现有规程，对作业产品质量的安全可靠性存在　不可控的影响，如：　

１）新增电气接线端接类型时，如新增压接端子类型、　

焊接形式等，会对电气端接采用的关键工艺产生影响。　

２）上游设计变更了盘柜内部结构布局，如增大走线槽　

尺寸，或增加安装设备部件时，会对布线工艺路径、电气　

安全隔离、信号隔离、线束防护、绑扎、固定、弯曲半径　

控制等工艺产生影响。　

３）用于标识的热缩套管材质发生替换时，会对热缩温　６０　仪器仪表用户ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ　第２４卷　

度产生影响；用于同一截面积导线压接的冷压端头品牌发　

生替换时，会对压接工具、压接工艺参数产生影响。　４）用于电气连接的线缆外径参数发生变化时，如线缆　

绝缘层厚度变大或变小，会对线缆的弯曲半径控制、端接　

对应物项的匹配、线缆组装工艺等产生影响。　

１．３专用工器具的不可控影响　

核电厂安全级ＤＣＳ设备整机装联过程中，专用工器具　

的日常管控也是影响设备装联操作质量安全可靠性的重要　

因素之一。　

在ＨＡＦ００３“９．３测量和试验设备的标定和控制”…和　ＨＡＤ００３／０８“８测量和试验设备的标定”１２１中明确规定了对　

影响作业产品质量活动中所使用的试验和测量设备必须进　

行控制、标定和调整。在ＧＪＢ５０２０“５．１．３．３压接工具的验　

收、校准和验证”ｌ　７＿和ＲＣＣ—Ｅ“Ｅ　４０００布线及连接件”ｌ　３ｌ中　

规定了对压接工具的校准和验证要求。但在实际ＤＣＳ设备　整机装联过程中常有发生工器具损坏、磨损、其它异常等　

原因导致丁器具失效，对已作业的产品质量产生不可控的　

安全隐患，如：　１）用于压接连接工艺操作的压接工具或压接设备出　现压模破损、联动部件螺丝松动、驱动部位不能自如回弹　

时，会对冷压端头的压接质量产生影响，比如压痕不良、　压接高度不够，拉脱力值偏小，导致电气接线端接点虚接　

或断接，影响设备上电或电气故障。　

２）用于螺纹连接工艺操作的扭力螺丝刀设定异常　

时，会对紧固力矩校准值产生影响，或偏大或偏小，影响　设备安装时螺纹脱扣滑丝或导致设备安装不牢固不满足抗　

振要求。　３）用于焊接连接工艺操作的电焊台的烙铁头出现测量　

温度与实际设定温度有偏差时，如温度过低、传热慢、产　生冷焊点。比如焊点润湿不良、表面有麻点、空洞、拉尖　

等现象；温度过高、产生过热连接、助焊剂飞溅、烙铁头　

氧化等现象。当出现发热元件与传感器问绝缘不良时，易　

生产电焊台内部短路或断路，发生人身事故。　

４）用于绕接连接工艺操作的自动绕接工具出现气压不　足时，会产生绕接点绕线排列不紧密，拉脱力值偏小，导　

致电气接线端接点虚连现象。　

５）用于绝缘、耐压试验操作的仪器设备测量准确度存　

在偏差时，对设备装联的电气试验测量数据判为无效。　

１．４物项选用的不匹配影响　

核电厂安全级ＤＣＳ设备整机装联过程中使用的物项之　

间匹配差异也将会影响设备产品质量。ＩＰＣ６２０Ａｔ６￣中规定　

了对线束防护使用物项、螺纹紧固使用标准件等选用的　

要求；ＧＪＢ５０２０［　】和ＩＥＣ６０３５２—２【８］中规定了对压接工具压　模尺寸、压线筒尺寸和压接导线截面尺寸三者匹配的要　

求；ＩＥＣ６０３５２—１　Ｌ　ｌ中规定了对绕接线、绕接柱和绕线枪三者　

匹配的要求等。但在实际ＤＣＳ设备整机装联过程中因设计变　

更、物项替换等原因存在相关联物项之间的不匹配，如：　１）用于线束防护的热缩套管的热缩温度高于线缆绝缘　

层的热熔温度时，会造成线缆绝缘层的热熔，破坏了线缆　

绝缘层的性能指标，影响了线缆的使用寿命。　

２）用于螺纹紧固的标准平垫圈的外径尺寸接近安装孔　径尺寸时，减小了紧固件与被紧固件之间的接触面积，降　

低了紧固连接的安全可靠性，或造成紧固失效。　

３）用于电气连接导线的外径尺寸等于或大于冷压端头　

的绝缘支撑筒内径尺寸时，冷压端头的绝缘支撑筒不能完　

全包裹导线的绝缘外径，造成压接不良，影响了电气连接　

的安全可靠性。　４）螺纹连接紧固操作时，当螺纹外径尺寸与螺纹内径