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★北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司李剛，郝愛霞，劉佳，王連春

關(guān)鍵詞：對(duì)比分析；作業(yè)效率；質(zhì)量穩(wěn)定；環(huán)保；標(biāo)識(shí)形式

核電站DCS設(shè)備的物理硬接線少則幾十根，多則幾百上千根，若無(wú)明確的連接標(biāo)識(shí)，將無(wú)法有序、正確地進(jìn)行導(dǎo)線連接。因此，法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了二次回路接線的端接標(biāo)識(shí)要求，明確了每根連接導(dǎo)線的去向，不僅方便作業(yè)人員能夠有條理、有規(guī)律地開展設(shè)備之間的正確連接，還為后期核電現(xiàn)場(chǎng)DCS設(shè)備的維護(hù)、報(bào)修、故障點(diǎn)查詢等提供了更為精準(zhǔn)、快速定位的便利條件。

線纜標(biāo)識(shí)工藝已在核電站DCS設(shè)備線束加工行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，其標(biāo)識(shí)形式不盡相同，但在材質(zhì)使用上主要采用低煙、無(wú)鹵、阻燃非金屬環(huán)保材料，以滿足IEEE420標(biāo)準(zhǔn)中“4.4Control of combustibles”^[1]要求。因此，核電站DCS設(shè)備線纜連接常用標(biāo)識(shí)中有無(wú)鹵阻燃聚烯烴材質(zhì)的熱縮片狀套管，但在實(shí)際使用中，該標(biāo)識(shí)形式的工藝操作步驟較為繁瑣，打印后不易直接套穿于導(dǎo)線上，需根據(jù)線徑粗細(xì)進(jìn)行熱縮成型處理，不僅存在難以控制的熱縮質(zhì)量問題，還影響導(dǎo)線連接作業(yè)效率。因此，有必要對(duì)導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)工藝進(jìn)行研究，以提高標(biāo)識(shí)質(zhì)量、簡(jiǎn)化標(biāo)識(shí)操作步驟。

本文主要針對(duì)核電站DCS設(shè)備布線連接中導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)工藝進(jìn)行分析和研究，其他線纜，如網(wǎng)線、光纖、預(yù)制電纜等連接標(biāo)識(shí)不做闡述。

1　核電站DCS設(shè)備導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)工藝現(xiàn)狀

1.1　核電站DCS設(shè)備導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)工藝標(biāo)準(zhǔn)要求

RCC-E“D6330連接標(biāo)識(shí)”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：連接到端子的導(dǎo)線末端用顏色以及綁在上面的標(biāo)志說(shuō)明來(lái)標(biāo)識(shí)，這種標(biāo)識(shí)采用雕刻的方式或不可去除的印刷方式。終端包括下列任一種形式：

（1）剛性的正方形截面的矩形片或模壓圓柱形套管；

（2）管狀柔性套管；

（3）或其它持久的不會(huì)損壞的類型^[2]。

該標(biāo)準(zhǔn)中明確指出了連接標(biāo)識(shí)的固定位置、標(biāo)識(shí)方法和標(biāo)識(shí)形式。GB50171第4.0.1條規(guī)定：二次回路接線的線纜芯線和所配導(dǎo)線的端部均應(yīng)標(biāo)明其回路編號(hào)，編號(hào)應(yīng)正確，字跡清晰且不易脫色^[3]。該標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)的打印內(nèi)容、打印質(zhì)量做出了規(guī)定。

基于上述標(biāo)準(zhǔn)要求，目前核電站DCS設(shè)備的導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)多采用環(huán)保熱縮套管形式，其打印方式為熱轉(zhuǎn)印，可以滿足打印質(zhì)量的不易褪色要求。

1.2　導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)工藝現(xiàn)狀

如上文所述，目前常用的環(huán)保熱縮標(biāo)識(shí)套管主要呈片狀，如圖1所示。該物理形態(tài)的標(biāo)識(shí)套管不支持導(dǎo)線加工自動(dòng)化生產(chǎn)使用，主要用于導(dǎo)線的手動(dòng)加工操作，其制作工藝如圖2所示，存在導(dǎo)線連接操作效率低、加工質(zhì)量參差不齊、套管標(biāo)識(shí)一致性差等問題。

圖1 環(huán)保熱縮片狀套管

圖2 片狀熱縮套管標(biāo)識(shí)制作工藝流程

1.3　環(huán)保熱縮套管標(biāo)識(shí)制作存在的問題

（1）手工熱縮成型處理效率較低

片狀套管標(biāo)識(shí)打印后，根據(jù)不同線徑選擇對(duì)應(yīng)直徑的熱縮模具進(jìn)行熱縮處理，如圖3所示。如果以物理接線點(diǎn)約1500個(gè)/柜、標(biāo)識(shí)熱縮處理約800個(gè)/人日計(jì)算，至少需要投入1.8人日進(jìn)行套管熱縮成型處理，因此對(duì)設(shè)備布線導(dǎo)線連接操作存在制約影響。

圖3 片狀熱縮套管熱縮、成型處理

（2）熱縮質(zhì)量的一致性難以控制

如圖3所示，標(biāo)識(shí)套管熱縮成型的常用操作方法是使用熱風(fēng)槍對(duì)片狀套管進(jìn)行熱收縮處理。但在實(shí)際作業(yè)時(shí)，人工手動(dòng)操作難以均衡地控制好熱縮距離和熱縮時(shí)間，以及移動(dòng)速度和翻轉(zhuǎn)快慢，因此存在套管熱縮后標(biāo)識(shí)字符大小不一、熱縮粗細(xì)不勻稱等質(zhì)量問題，如圖4所示。

圖4 熱縮后字符大小不一、套管粗細(xì)不勻稱

2　核電站DCS設(shè)備導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)工藝優(yōu)化

綜上所述，為了有效解決導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)操作中存在的問題，本文特對(duì)導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)工藝進(jìn)行了研究，總體思路如圖5所示。

圖5 標(biāo)識(shí)打印優(yōu)化思路

2.1　標(biāo)識(shí)打印方法的研究

根據(jù)RCC-E D6331一般規(guī)則，連接到端子的導(dǎo)線末端用顏色以及綁在上面的標(biāo)志說(shuō)明來(lái)標(biāo)識(shí)，這種標(biāo)識(shí)采用雕刻的方式或不可去除的印刷方式^[1]。因此，我們采用實(shí)操驗(yàn)證的方式，對(duì)激光雕刻和熱轉(zhuǎn)印方式進(jìn)行對(duì)比分析，如表1所述。

表1 不同打印方式的對(duì)比分析

如上分析可知，導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)采用熱轉(zhuǎn)印方式優(yōu)于激光雕刻打印，前者在打印字體的清晰度、載體材料使用、打印的靈活性以及打印執(zhí)行的批量化處理等方面更適用于0.25mm2～10.0mm2導(dǎo)線的標(biāo)識(shí)制作。

2.2　導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)形式的研究

基于圖5優(yōu)化思路，本文提出了采用熱轉(zhuǎn)印+非熱縮開口式環(huán)保阻燃標(biāo)識(shí)套管的打印形式，并提出了以下三個(gè)方面的操作需求：

（1）非熱縮處理，打印后可直接使用，避免二次加工；

（2）開口式套管，具有一定的夾持作用，既可兼容多個(gè)線徑使用，又防止定位脫落，且導(dǎo)線套穿易操作；

（3）高效打印，可實(shí)現(xiàn)多根同步打印，且一致性好，支持常規(guī)標(biāo)識(shí)打印設(shè)備使用。

根據(jù)核電站DCS設(shè)備常用導(dǎo)線規(guī)格，我們定制加工了三種規(guī)格的非熱縮開口式標(biāo)識(shí)套管。考慮小截面導(dǎo)線對(duì)標(biāo)識(shí)套管打印字符呈現(xiàn)的完整性和適配性影響，本文以線徑0.25mm2為例進(jìn)行驗(yàn)證說(shuō)明：

（1）導(dǎo)入打印數(shù)據(jù)，按線徑進(jìn)行篩選，調(diào)整打印數(shù)據(jù)排列，如表2樣式。

表2 打印數(shù)據(jù)導(dǎo)入、編輯

（2）根據(jù)開口式標(biāo)識(shí)套管規(guī)格尺寸，創(chuàng)建打印模板，如圖6所示。

圖6 創(chuàng)建多根打印模板

（3）根據(jù)打印模板，放置對(duì)應(yīng)規(guī)格的非熱縮開口式標(biāo)識(shí)套管，并設(shè)置打印參數(shù)，如字體類型為ArialNarrow、字體高度為3mm、標(biāo)識(shí)單位長(zhǎng)度為30mm、打印狀態(tài)為自動(dòng)半切，如圖7所示。

圖7 打印執(zhí)行和效果

（4）裝配操作導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)使用驗(yàn)證，如圖8所示。

圖8 導(dǎo)線連接標(biāo)識(shí)應(yīng)用效果

綜上驗(yàn)證，對(duì)比兩種不同形式的環(huán)保熱縮片狀套管標(biāo)識(shí)工藝制作，結(jié)果如表3所示。

表3 兩種不同形式套管標(biāo)識(shí)的對(duì)比分析

通過實(shí)操驗(yàn)證，我們證明了環(huán)保阻燃開口式標(biāo)識(shí)套管在打印后可直接用于導(dǎo)線連接操作。其提高了導(dǎo)線標(biāo)識(shí)制作效率，規(guī)避了套管熱縮粗細(xì)不均勻、標(biāo)識(shí)字符大小不一致問題，且在使用的兼容性和對(duì)標(biāo)識(shí)位置的穩(wěn)定性方面更優(yōu)。但值得注意的是，不同線纜廠家或不同絕緣材料的相同截面導(dǎo)線，其外徑尺寸會(huì)有差異，在選擇使用時(shí)需考慮具體使用導(dǎo)線外徑的影響。

3　結(jié)論及展望

綜上分析和實(shí)操驗(yàn)證結(jié)果，說(shuō)明了采用熱轉(zhuǎn)印+非熱縮開口式環(huán)保阻燃套管形式可有效解決熱縮成型處理耗時(shí)問題，套管打印后可直接進(jìn)行導(dǎo)線連接操作，且打印質(zhì)量一致性好。優(yōu)化后的標(biāo)識(shí)套管已在多個(gè)核電站DCS設(shè)備裝配接線中得到成功應(yīng)用。與此同時(shí)，針對(duì)核電站DCS設(shè)備線纜連接標(biāo)識(shí)，我們提出以下三點(diǎn)展望：

（1）建議從工程設(shè)計(jì)層面進(jìn)行優(yōu)化，盡量減少打印字符數(shù)量，例如只打印設(shè)備端接點(diǎn)信息等，則更有利于標(biāo)識(shí)的制作。

（2）隨著打印技術(shù)和打印設(shè)備的不斷革新，推動(dòng)成品線纜連接標(biāo)識(shí)的優(yōu)化改進(jìn)，能夠在不同使用場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化打印、快速簡(jiǎn)便操作、易于更換維護(hù)等。

（3）持續(xù)推動(dòng)核電站DCS設(shè)備導(dǎo)線加工柔性自動(dòng)化生產(chǎn)，將導(dǎo)線線徑加工范圍擴(kuò)展至2.5mm2以上線徑，實(shí)現(xiàn)核電DCS設(shè)備導(dǎo)線加工標(biāo)識(shí)套穿、定位、打印一體自動(dòng)化操作。

作者簡(jiǎn)介：

李　剛（1983-），男，河北人，工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司，主要從事于核電站系統(tǒng)集成技術(shù)和管理工作。

參考文獻(xiàn)：

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摘自《自動(dòng)化博覽》2024年12月刊