折疊式碘吸附器制造的質(zhì)量控制

1、aion ton5 年 7aion ton5 年 7 月Jly 5制成劉群云梅吳濤榮圭峰(中國輻射防護(hù)研究院太原)摘 要 碘吸附器是核設(shè)施通風(fēng)系統(tǒng)中用來去除氣載放射性碘的重要設(shè)備為保證其制造質(zhì)量,必須建有效的質(zhì)量管理體系和嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施本文重點(diǎn)介紹了折疊式碘吸附器制造中對(duì)關(guān)鍵工藝采 的質(zhì)量控制措施通過對(duì)關(guān)鍵制造工藝的質(zhì)量控制,保證了碘吸附器的質(zhì)量,產(chǎn)品優(yōu)良率到達(dá)5 %。關(guān)鍵詞 碘吸附器 制造 質(zhì)量控制本要求,編制了碘吸附器制造質(zhì)量保證大綱(以下簡(jiǎn)稱質(zhì)保大綱) 質(zhì)保大綱共分十三章,分別 人員職責(zé)文件控制設(shè)計(jì)采購物項(xiàng)控制、 工藝過程檢查和試驗(yàn)不符合項(xiàng)糾正措施記 錄監(jiān)察等涉及碘吸附器制造的各個(gè)環(huán)

2、節(jié)做了 明確規(guī)定在實(shí)際生產(chǎn)中要求嚴(yán)格有效地執(zhí)行 質(zhì)保大綱的規(guī)定,從各個(gè)方面來保證產(chǎn)品的制 造質(zhì)量。為了使質(zhì)保大綱的規(guī)定在碘吸附器的生產(chǎn) 實(shí)踐中得到有效的貫徹實(shí)施,針對(duì)碘吸附器生 產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),制定了4 個(gè)相應(yīng)的程序文件, 供生產(chǎn)過程中工作人員執(zhí)行,文件清單列于表1這些程序文件規(guī)定了詳細(xì)的遵循標(biāo)準(zhǔn)和操 作依據(jù),從而可以盡量減少人為因素對(duì)碘吸附器制造質(zhì)量的影響。1前言核電站等核設(shè)施排出的廢氣中,尤其是 在事故情況下,放射性碘是需要重點(diǎn)去除的放 射性物質(zhì)之一因此,在核設(shè)施排風(fēng)系統(tǒng)中均 需安裝用于去除放射性碘的吸附器為了滿足 這種需要,中國輻射防護(hù)研究院(以下簡(jiǎn)稱中輻院)開發(fā)生產(chǎn)了0 型折疊式碘吸附器

3、1 。 從8 年起,已先后為秦山二期核電站廣東 嶺澳核電站清華大學(xué)核能設(shè)計(jì)研究院等核設(shè) 供貨3 臺(tái),使用狀況良好,替代了進(jìn)口產(chǎn) 品。吸附器的性能通常用去污因子(o2 tion or ,簡(jiǎn)稱D)來衡量,它表示凈化 前后空氣中放射性碘的濃度之比由于碘吸附 器的特殊用途,其性能質(zhì)量倍受人們的關(guān)注,因 此要求生產(chǎn)單位必須按照有關(guān)的技術(shù)要求,建立完善的制造工藝以及與之相配套的有效的質(zhì) 管理體系,通過事先的系統(tǒng)的程序化的管 理和全過程的質(zhì)量控制來確保碘吸附器的質(zhì) 量本文著重介紹折疊式碘吸附器制造過程中 的質(zhì)量控制措施。3碘吸附器制造工藝過多年的反復(fù)實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)總結(jié),碘吸附 器的制造工藝經(jīng)三次大的改良現(xiàn)已確定

4、下來, 工藝流程圖及五道分工藝流程圖分別示于圖1圖6。碘吸附器制造的各道工序中,容易對(duì)最 終性能指標(biāo)產(chǎn)生影響的工序有殼體加工活性 炭浸漬和活性炭裝填涉及這三道工序的具體2碘吸附器制造質(zhì)量保證大綱為了對(duì)碘吸附器制造的全過程進(jìn)行有效的 管理,按核電廠質(zhì)量保證平安規(guī)定2 的基介:成,男7 年4 生9 業(yè),員。245 郭創(chuàng)成等:折疊式碘吸附器制造的質(zhì)量控制素示于圖7在圖7 所示的諸因素中,用星號(hào)標(biāo)記的因素相對(duì)較難控制,且對(duì)碘吸附器產(chǎn) 品性能的影響也較大,因此在實(shí)際生產(chǎn)中,必須重點(diǎn)對(duì)這些工藝點(diǎn)加強(qiáng)控制下面就關(guān)鍵工藝點(diǎn)的質(zhì)量控制分別進(jìn)行介紹。表1 折疊式碘吸附器生產(chǎn)程序文件匯總) ab.1 it 245

5、郭創(chuàng)成等:折疊式碘吸附器制造的質(zhì)量控制素示于圖7在圖7 所示的諸因素中,用星號(hào)標(biāo)記的因素相對(duì)較難控制,且對(duì)碘吸附器產(chǎn) 品性能的影響也較大,因此在實(shí)際生產(chǎn)中,必須重點(diǎn)對(duì)這些工藝點(diǎn)加強(qiáng)控制下面就關(guān)鍵工藝點(diǎn)的質(zhì)量控制分別進(jìn)行介紹。表1 折疊式碘吸附器生產(chǎn)程序文件匯總) ab.1 it f poel ocetsor plted oie tp aftig 號(hào)名號(hào)途/7.5.1H11程程1體制作活性炭浸漬活性炭裝填整中原材料零部件半成品成品的狀 識(shí)/7.5.3H12序2/7.5.1H163程程/8.2.4H154標(biāo)標(biāo)法的定/8.2.4H175法法1/ 5I序/7.5.1H10序61/ 5 I 標(biāo)記甲基碘氣

6、體質(zhì)量濃 序/7.5.1H171 57了 / I序法甲定/8.2.4H18法8/8.2.4H19性量序9/7.5.1H15程序0/8.2.4H14最定1序/7.5.1H131I制12時(shí) I序/8.2.4H11程定3/7.5.5H13運(yùn)放序運(yùn)放定41)為C件。圖1 碘吸附器生產(chǎn)工藝流程圖ig.1 oes cat f oie tps246輻射防護(hù)第5 卷第4 期圖246輻射防護(hù)第5 卷第4 期圖2 活性炭浸漬工藝流程圖ig.2 oes cat f pig f ie aon圖3 裝炭工藝流程圖ig.3 oes cat f oaig ie aon圖4 整機(jī)檢驗(yàn)工藝流程圖ig.4 oes cat f o

7、ie tps tet247郭創(chuàng)成等:折疊式碘吸附器制造的質(zhì)量控制圖5 碘吸附器成品包裝工藝流程圖ig.5247郭創(chuàng)成等:折疊式碘吸附器制造的質(zhì)量控制圖5 碘吸附器成品包裝工藝流程圖ig.5 oes cat f pcig oie tps圖6 碘吸附器殼體加工工藝流程圖ig.6 oes cat f aftig oie tp l加整平工藝,大大提高了篩板的平整度,提高了炭床厚度的均勻性。4.2 殼體噴漆工藝的控制折疊式碘吸附器殼體通常采用炭鋼材質(zhì), 在運(yùn)行環(huán)境中可能受到輻照高溫及腐蝕性氣 體腐蝕,因此要求噴涂的漆層應(yīng)耐輻照耐高溫 及耐腐蝕,且漆層外表光滑,易于去污實(shí)際噴 涂時(shí),除要求嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的

8、工藝條件噴涂 外,在油漆品種上選用了質(zhì)量?jī)?yōu)良的核電站專 用油漆,使漆層的上述性能得以保證。4.3 活性炭粒徑分布控制擇活性炭粒度應(yīng)綜合考慮篩板孔徑大 小吸附效率和阻力等因素通常,隨著活性炭徑變小,吸附效率增大,但同時(shí)過濾阻力增加當(dāng)篩板孔徑確定后,活性炭的最小粒徑便 定由于采用了較厚的篩板,篩板的孔徑可以較大,而不影響篩板的強(qiáng)度,因此提高了活性 炭粒徑的下限實(shí)際確定粒徑的原那么是在效率 能滿足要求的前提下,盡量選擇粒徑較大的活炭,碘吸附器的運(yùn)行阻力可平均下降5 O。4.4 裝炭工藝中振動(dòng)時(shí)間及裝炭高度控制4 關(guān)鍵工藝點(diǎn)的質(zhì)量控制4.1 殼體加工中關(guān)鍵尺寸的控制殼體的關(guān)鍵尺寸包括:外形尺寸密封端面

9、 平面度炭床厚度及篩板與殼體之間的間隙等。由于碘吸附器要安裝在固定的排架上,與排架 間的密封要良好,因此外形尺寸密封端面平面度必須控制在設(shè)計(jì)要求的公差范圍內(nèi),否那么將 安裝造成困難,且難以保證良好的密封性。炭床厚度也必須保持均勻,否那么會(huì)造成氣流在 整個(gè)炭床層面上速度不均勻,影響碘吸附器的 性能篩板與殼體之間的間隙應(yīng)小于1 m,否 那么容易造成氣流短路,引起碘吸附器去污效率1E(指除碘效率,與DF 關(guān)系為: E = 1 -)下DF降在不使用模具的情況下,上述關(guān)鍵尺寸不易控制,容易超差因此,在不大量增加制造成 本的情況下,盡量采用模具加工各部件目前, V形篩板蓋板支撐板壓塊外殼等部件采用模具加工

10、,共用模具1 套,殼體框架和壓塊焊 接時(shí)使用工裝這樣,部件加工尺寸的穩(wěn)定性 大提高為提高炭床厚度的均勻性,在不降 低開孔率的前提下,采用盡可能厚的篩板,并增248輻射防護(hù)第5 卷第4 期248輻射防護(hù)第5 卷第4 期圖7 影響碘吸附器性能的因素及需重點(diǎn)控制的工藝點(diǎn)ors fig peoaes f oie tps ad y otled it in te tcoil poesig.7實(shí)驗(yàn)室的小型試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐均已證實(shí),裝填不密實(shí)裝炭量缺乏引起的機(jī)械泄漏是造碘吸附器去污效率不高的重要原因因此,在裝炭工藝中,除了嚴(yán)格控制振動(dòng)頻率振幅和249 郭創(chuàng)成等:折疊式碘吸附器制造的質(zhì)量控制振動(dòng)時(shí)間外,適宜的裝炭

11、高度是保證碘吸附器成品氣流不短249 郭創(chuàng)成等:折疊式碘吸附器制造的質(zhì)量控制振動(dòng)時(shí)間外,適宜的裝炭高度是保證碘吸附器成品氣流不短路,從而保證碘吸附器去污效率 的重要因素通過反復(fù)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),當(dāng)裝填振動(dòng) 完成后,用適當(dāng)?shù)墓に嚳刂坪锰繉禹斆娴胶Y板 頂部的距離,亦即為密封墊預(yù)留適宜的安裝高度,可有效防止成品碘吸附器的機(jī)械泄漏。4.5 密封墊的材料性能及尺寸控制封墊選用耐輻照耐高溫且具有規(guī)定強(qiáng) 度的特種橡膠制成實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),密封墊尺寸 的大小是造成碘吸附器氣流短路的重要原因,當(dāng)密封墊過大或過小時(shí),密封墊壓蓋安裝后均 會(huì)出現(xiàn)短路通道,剪裁時(shí)應(yīng)控制密封墊的尺寸 為1 m的正偏差新制的密封墊放置一段 時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)

12、一定程度的收縮,因此新購置的 密封墊要放置一段時(shí)間,經(jīng)自然收縮后再使用。4.6 密封膠封涂狀況控制了殼體關(guān)鍵處需用密封膠封涂以外,在 裝炭加墊后為了防止密封墊與殼體接觸處存在 微小泄漏,需要涂抹密封膠,嚴(yán)格認(rèn)真做好這道 工序,也是防止成品出現(xiàn)機(jī)械泄漏的重要步驟之一。5.2 防銹漆噴涂狀況體原先噴涂普通防銹漆,外表光潔度不 好,更換為核電站專用油漆后,改善了漆層的耐 輻照耐腐蝕性能,外表光潔度明顯提高。5.3 活性炭粒徑屢次試驗(yàn),在滿足核級(jí)活性炭物理性能 指標(biāo)的情況下,適當(dāng)增加粒徑后,吸附器的去污 率仍保持在0.9 以上,但阻力變小了,而增 大篩板孔徑也可使阻力下降總的效果是阻力 下降了約5 O

13、 而去污效率未見明顯下降。5.4 裝炭高度過控制裝炭高度,使由于裝炭高度不合 而造成的碘吸附器去污因子DF 下降得以控 制如在對(duì)原制造工藝條件下生產(chǎn)出的兩臺(tái)去 因子DF 小于1 0(不合格)的碘吸附器進(jìn)行原因查找時(shí)發(fā)現(xiàn),只是將這兩臺(tái)不合格產(chǎn)品 的炭層填充到某一特定高度,重新做性能試驗(yàn), 污因子DF均大于2 0在以后的生產(chǎn)中, 按此裝炭高度控制,未再出現(xiàn)由于此原因而造 成的不合格品。5.5 密封墊尺寸及封膠狀況曾出現(xiàn)過3 臺(tái)碘吸附器由于密封墊尺寸不 或封膠不好而使去污因子DF 低于或接近 定值更換密封墊或重新封膠后,再試驗(yàn)時(shí) 全部合格以后要求裝墊前先檢查墊子的尺寸,尺寸不適宜的墊子不使用;封膠時(shí)

14、要求全部 邊緣均涂膠,此后未再出現(xiàn)由于此原因而造成 的不合格品。5 加強(qiáng)關(guān)鍵工藝質(zhì)量控制的效果分析5.1 關(guān)鍵尺寸改良制造工藝并加強(qiáng)工藝的質(zhì)量控制 后,各關(guān)鍵尺寸的穩(wěn)定性及尺寸偏差均有明顯 改善如按設(shè)計(jì)要求,炭床篩板成型后的偏差應(yīng)0- 3. 2 ,但第一批殼體加工后 有局部出現(xiàn)了正偏差,最大正偏差“+ 0 增加模具后此偏差得以控制炭床厚度 也曾出現(xiàn)過達(dá)不到設(shè)計(jì)值( 0 ) 的情況, 小炭床厚度為8. 5 m,改良篩板并增加整平工藝后,炭床厚度得到較好控制。6質(zhì)量控制的總體效果碘吸附器的生產(chǎn)中,按去污因子DF 的 小,將碘吸附器分為不合格及格良好和優(yōu)良四個(gè)檔次,其對(duì)應(yīng)關(guān)系列于表2。表2 碘吸附器

15、去污因子DF與質(zhì)量分級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系oeoig lop f cig oiiey f oie tp ad ts ty aeab.2DF 間0 DF 00 DF 000級(jí)格格好良在碘吸附器制造過程中,由于加強(qiáng)了全過程的質(zhì)量管理和控制,特別是對(duì)關(guān)鍵工藝,通過 屢次實(shí)踐,確定了合理的工藝條件和參數(shù),并制定了嚴(yán)格的操作規(guī)程,從而使碘吸附器產(chǎn)品的質(zhì)量越來越穩(wěn)定可靠在已生產(chǎn)的3 臺(tái)碘吸 器中,有6 臺(tái)和1 臺(tái)分別到達(dá)了良好和250 輻射防護(hù)第5 卷 第4 期良標(biāo)準(zhǔn),兩者之和占到250 輻射防護(hù)第5 卷 第4 期良標(biāo)準(zhǔn),兩者之和占到產(chǎn)品總數(shù)的7. 5 %。不僅如此,有些用戶曾對(duì)碘吸附器質(zhì)量提出更 加嚴(yán)格的要求如某

16、核電站根據(jù)他們系統(tǒng)的特 情況,提出更加嚴(yán)格的條件即要求在氣流相對(duì)濕度(R) 0 的條件下進(jìn)行測(cè)試,碘吸 附器性能指標(biāo)仍必須到達(dá)DF 1 0而按照 準(zhǔn),性能試驗(yàn)應(yīng)在RH 0 的條件下進(jìn)行。 由于碘吸附器的吸附效率受相對(duì)濕度的影響很 大相對(duì)濕度越大,吸附效率越低3 ,在高的相 對(duì)濕度下進(jìn)行試驗(yàn),是對(duì)碘吸附器的性能提出了更高的要求試驗(yàn)結(jié)果證明,按照常規(guī)要求 生產(chǎn)的1 臺(tái)碘吸附器在此試驗(yàn)條件下仍能 滿足規(guī)定的性能指標(biāo)在為另一核電站生產(chǎn)碘 吸附器時(shí),由于其工程進(jìn)度推遲,實(shí)際交貨日期 比原方案推遲了近三年國內(nèi)外資料和試驗(yàn)都顯示,隨著放置時(shí)間的延長,活性炭的吸附性能 由于自然老化而緩慢下降但用戶提出對(duì)已儲(chǔ)

17、近三年的碘吸附器隨機(jī)抽取0 %重新做性 能試驗(yàn),結(jié)果所有重復(fù)試驗(yàn)的碘吸附器去污效 率均滿足要求,這說明所生產(chǎn)的碘吸附器抗老化性能良好。過多年的實(shí)踐,針對(duì)折疊式碘吸附器的 制造,中輻院建立了一套較為完整的質(zhì)量保證體系和制造工藝,使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高,取得了很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益但是,注意經(jīng)驗(yàn)積累, 持續(xù)改良制造工藝,不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量才是現(xiàn) 代質(zhì)量保證體系的更高追求目標(biāo)4 在碘吸附 踐中,我們也深刻地體會(huì)到這一點(diǎn),從們無論從管理方面還是技術(shù)方面不懈 證產(chǎn)品的質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定提高在管理 作;技 面細(xì) 析真解決問題的過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),量樣趨 勢(shì)高好。參考文獻(xiàn)中國輻射防護(hù)研究院標(biāo)準(zhǔn). 核級(jí)折疊式碘吸附器./.J0.中國輻射防護(hù)研究院內(nèi)部資料.未發(fā)表0中華人民共和國核平安法規(guī).核電廠質(zhì)量保證平安 規(guī)定. 0() .北京:中國法制出版社2 美國試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì). M eion:1 (poed 8) taad et tod or la2ae ited aon. 8 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).質(zhì)量管理體系要求. B/ T0.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社1(編輯部收稿日期4 年7 月6 日)1234LY OTLIN MACTINGLAD DIE TASo aceg iu nag ino iiu oouJiaogiu ai iu feg(ia tte or aion ton ,ian )act