★北京廣利核系統工程有限公司李剛，郝愛(ài)霞，劉佳，王連春

關(guān)鍵詞：對比分析；作業(yè)效率；質(zhì)量穩定；環(huán)保；標識形式

核電站DCS設備的物理硬接線(xiàn)少則幾十根，多則幾百上千根，若無(wú)明確的連接標識，將無(wú)法有序、正確地進(jìn)行導線(xiàn)連接。因此，法規標準中規定了二次回路接線(xiàn)的端接標識要求，明確了每根連接導線(xiàn)的去向，不僅方便作業(yè)人員能夠有條理、有規律地開(kāi)展設備之間的正確連接，還為后期核電現場(chǎng)DCS設備的維護、報修、故障點(diǎn)查詢(xún)等提供了更為精準、快速定位的便利條件。

線(xiàn)纜標識工藝已在核電站DCS設備線(xiàn)束加工行業(yè)中得到廣泛應用，其標識形式不盡相同，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(mǎn)足IEEE420標準中“4.4Control of combustibles”^[1]要求。因此，核電站DCS設備線(xiàn)纜連接常用標識中有無(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，該標識形式的工藝操作步驟較為繁瑣，打印后不易直接套穿于導線(xiàn)上，需根據線(xiàn)徑粗細進(jìn)行熱縮成型處理，不僅存在難以控制的熱縮質(zhì)量問(wèn)題，還影響導線(xiàn)連接作業(yè)效率。因此，有必要對導線(xiàn)連接標識工藝進(jìn)行研究，以提高標識質(zhì)量、簡(jiǎn)化標識操作步驟。

本文主要針對核電站DCS設備布線(xiàn)連接中導線(xiàn)連接標識工藝進(jìn)行分析和研究，其他線(xiàn)纜，如網(wǎng)線(xiàn)、光纖、預制電纜等連接標識不做闡述。

1　核電站DCS設備導線(xiàn)連接標識工藝現狀

1.1　核電站DCS設備導線(xiàn)連接標識工藝標準要求

RCC-E“D6330連接標識”標準規定：連接到端子的導線(xiàn)末端用顏色以及綁在上面的標志說(shuō)明來(lái)標識，這種標識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(lèi)型^[2]。

該標準中明確指出了連接標識的固定位置、標識方法和標識形式。GB50171第4.0.1條規定：二次回路接線(xiàn)的線(xiàn)纜芯線(xiàn)和所配導線(xiàn)的端部均應標明其回路編號，編號應正確，字跡清晰且不易脫色^[3]。該標準也對導線(xiàn)連接標識的打印內容、打印質(zhì)量做出了規定。

基于上述標準要求，目前核電站DCS設備的導線(xiàn)連接標識多采用環(huán)保熱縮套管形式，其打印方式為熱轉印，可以滿(mǎn)足打印質(zhì)量的不易褪色要求。

1.2　導線(xiàn)連接標識工藝現狀

如上文所述，目前常用的環(huán)保熱縮標識套管主要呈片狀，如圖1所示。該物理形態(tài)的標識套管不支持導線(xiàn)加工自動(dòng)化生產(chǎn)使用，主要用于導線(xiàn)的手動(dòng)加工操作，其制作工藝如圖2所示，存在導線(xiàn)連接操作效率低、加工質(zhì)量參差不齊、套管標識一致性差等問(wèn)題。

圖1 環(huán)保熱縮片狀套管

圖2 片狀熱縮套管標識制作工藝流程

1.3　環(huán)保熱縮套管標識制作存在的問(wèn)題

（1）手工熱縮成型處理效率較低

片狀套管標識打印后，根據不同線(xiàn)徑選擇對應直徑的熱縮模具進(jìn)行熱縮處理，如圖3所示。如果以物理接線(xiàn)點(diǎn)約1500個(gè)/柜、標識熱縮處理約800個(gè)/人日計算，至少需要投入1.8人日進(jìn)行套管熱縮成型處理，因此對設備布線(xiàn)導線(xiàn)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，標識套管熱縮成型的常用操作方法是使用熱風(fēng)槍對片狀套管進(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)速度和翻轉快慢，因此存在套管熱縮后標識字符大小不一、熱縮粗細不勻稱(chēng)等質(zhì)量問(wèn)題，如圖4所示。

圖4 熱縮后字符大小不一、套管粗細不勻稱(chēng)

2　核電站DCS設備導線(xiàn)連接標識工藝優(yōu)化

綜上所述，為了有效解決導線(xiàn)連接標識操作中存在的問(wèn)題，本文特對導線(xiàn)連接標識工藝進(jìn)行了研究，總體思路如圖5所示。

圖5 標識打印優(yōu)化思路

2.1　標識打印方法的研究

根據RCC-E D6331一般規則，連接到端子的導線(xiàn)末端用顏色以及綁在上面的標志說(shuō)明來(lái)標識，這種標識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)操驗證的方式，對激光雕刻和熱轉印方式進(jìn)行對比分析，如表1所述。

表1 不同打印方式的對比分析

如上分析可知，導線(xiàn)連接標識采用熱轉印方式優(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行的批量化處理等方面更適用于0.25mm2～10.0mm2導線(xiàn)的標識制作。

2.2　導線(xiàn)連接標識形式的研究

基于圖5優(yōu)化思路，本文提出了采用熱轉印+非熱縮開(kāi)口式環(huán)保阻燃標識套管的打印形式，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(kāi)口式套管，具有一定的夾持作用，既可兼容多個(gè)線(xiàn)徑使用，又防止定位脫落，且導線(xiàn)套穿易操作；

（3）高效打印，可實(shí)現多根同步打印，且一致性好，支持常規標識打印設備使用。

根據核電站DCS設備常用導線(xiàn)規格，我們定制加工了三種規格的非熱縮開(kāi)口式標識套管?？紤]小截面導線(xiàn)對標識套管打印字符呈現的完整性和適配性影響，本文以線(xiàn)徑0.25mm2為例進(jìn)行驗證說(shuō)明：

（1）導入打印數據，按線(xiàn)徑進(jìn)行篩選，調整打印數據排列，如表2樣式。

表2 打印數據導入、編輯

（2）根據開(kāi)口式標識套管規格尺寸，創(chuàng )建打印模板，如圖6所示。

圖6 創(chuàng )建多根打印模板

（3）根據打印模板，放置對應規格的非熱縮開(kāi)口式標識套管，并設置打印參數，如字體類(lèi)型為ArialNarrow、字體高度為3mm、標識單位長(cháng)度為30mm、打印狀態(tài)為自動(dòng)半切，如圖7所示。

圖7 打印執行和效果

（4）裝配操作導線(xiàn)連接標識使用驗證，如圖8所示。

圖8 導線(xiàn)連接標識應用效果

綜上驗證，對比兩種不同形式的環(huán)保熱縮片狀套管標識工藝制作，結果如表3所示。

表3 兩種不同形式套管標識的對比分析

通過(guò)實(shí)操驗證，我們證明了環(huán)保阻燃開(kāi)口式標識套管在打印后可直接用于導線(xiàn)連接操作。其提高了導線(xiàn)標識制作效率，規避了套管熱縮粗細不均勻、標識字符大小不一致問(wèn)題，且在使用的兼容性和對標識位置的穩定性方面更優(yōu)。但值得注意的是，不同線(xiàn)纜廠(chǎng)家或不同絕緣材料的相同截面導線(xiàn)，其外徑尺寸會(huì )有差異，在選擇使用時(shí)需考慮具體使用導線(xiàn)外徑的影響。

3　結論及展望

綜上分析和實(shí)操驗證結果，說(shuō)明了采用熱轉印+非熱縮開(kāi)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(wèn)題，套管打印后可直接進(jìn)行導線(xiàn)連接操作，且打印質(zhì)量一致性好。優(yōu)化后的標識套管已在多個(gè)核電站DCS設備裝配接線(xiàn)中得到成功應用。與此同時(shí)，針對核電站DCS設備線(xiàn)纜連接標識，我們提出以下三點(diǎn)展望：

（1）建議從工程設計層面進(jìn)行優(yōu)化，盡量減少打印字符數量，例如只打印設備端接點(diǎn)信息等，則更有利于標識的制作。

（2）隨著(zhù)打印技術(shù)和打印設備的不斷革新，推動(dòng)成品線(xiàn)纜連接標識的優(yōu)化改進(jìn)，能夠在不同使用場(chǎng)景下實(shí)現自動(dòng)化打印、快速簡(jiǎn)便操作、易于更換維護等。

（3）持續推動(dòng)核電站DCS設備導線(xiàn)加工柔性自動(dòng)化生產(chǎn)，將導線(xiàn)線(xiàn)徑加工范圍擴展至2.5mm2以上線(xiàn)徑，實(shí)現核電DCS設備導線(xiàn)加工標識套穿、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，現就職于北京廣利核系統工程有限公司，主要從事于核電站系統集成技術(shù)和管理工作。

參考文獻：

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[4] NB/T20061-2012, 人因工程在核電廠(chǎng)系統、設備和設施中的應用[S].

摘自《自動(dòng)化博覽》2024年12月刊