反應(yīng)堆一回路冷卻劑系統(tǒng)設(shè)備關(guān)鍵鍛件制造的監(jiān)造控制

青 輝，黎志萬，姜 淮，蔣 帆

（反應(yīng)堆燃料及材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610213）

1 前言

為保證反應(yīng)堆一回路冷卻劑系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件的制造商按照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件等進(jìn)行生產(chǎn)，并提供滿足合同要求的產(chǎn)品，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，買方有權(quán)對(duì)所采購(gòu)產(chǎn)品的形成過程實(shí)施質(zhì)量監(jiān)督（即監(jiān)造）。為了保證質(zhì)量，確保核安全，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件制造過程已采取三層次的質(zhì)量驗(yàn)證——質(zhì)量控制（ QC）、質(zhì)量監(jiān)督（ QS）、質(zhì)量保證（ QA）。

在質(zhì)量控制（QC）、質(zhì)量監(jiān)督（QS）和質(zhì)量保證（QA）中，質(zhì)量控制是直接針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量，它致力于滿足質(zhì)量要求；質(zhì)量保證則主要針對(duì)過程質(zhì)量或活動(dòng)質(zhì)量，它致力于提供質(zhì)量要求會(huì)得到滿足的信任；質(zhì)量監(jiān)督既有針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的部分，也有針對(duì)過程質(zhì)量與活動(dòng)質(zhì)量的部分，這種雙重性與它相對(duì)于監(jiān)督對(duì)象的獨(dú)立性是并存的[1]。

反應(yīng)堆一回路冷卻系統(tǒng)主要由反應(yīng)堆壓力容器（ RPV）、蒸汽發(fā)生器（ SG）、穩(wěn)壓器（ PRZ）、反應(yīng)堆冷卻劑泵（RCP）、主管道（MPIPE）等構(gòu)成。本文涉及的關(guān)鍵鍛件均為這些關(guān)鍵設(shè)備的原材料，包括：RPV的進(jìn)、出口接管和安全端，上、下封頭，筒體，徑向支承塊，主螺栓等；SG的進(jìn)、出口接管和安全端，上封頭，半球封頭，主螺栓等；PRZ的安全端，上、下封頭，人孔法蘭，主螺栓等；均屬于核安全I(xiàn)級(jí)、規(guī)范I級(jí)、抗震I類、質(zhì)保I級(jí)的設(shè)備的主要和關(guān)鍵部件。據(jù)統(tǒng)計(jì)壓水堆核電站大約有60項(xiàng)左右的關(guān)鍵設(shè)備屬于應(yīng)監(jiān)造的范圍，其中包括反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵、主管道、穩(wěn)壓器、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、環(huán)吊和燃料組件等[2]。

2 核級(jí)關(guān)鍵設(shè)備的監(jiān)造意義

核級(jí)關(guān)鍵設(shè)備由于其具有安全性、不可更換或很難更換性、制造的周期性、經(jīng)濟(jì)性與信心性等特點(diǎn)決定其制造過程必須進(jìn)行監(jiān)造，其方式包括制造商/供應(yīng)商、設(shè)計(jì)方、主（總）承包商、第三方、業(yè)主、核安全部門等多方監(jiān)造的模式，相關(guān)方全面參與監(jiān)造，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足核設(shè)施、人員和周圍環(huán)境的安全要求。

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件質(zhì)量是在制造過程中形成的一種品質(zhì)，它直接決定其所用設(shè)備的質(zhì)量，它對(duì)核設(shè)施的安全、可靠運(yùn)行具有至關(guān)重要和不可替代的保障作用；監(jiān)造是外部的一種約束作用，對(duì)預(yù)防和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量起到有益的促進(jìn)和幫助作用。監(jiān)造是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、過程質(zhì)量與活動(dòng)質(zhì)量實(shí)施監(jiān)督，也是質(zhì)量保證體系的組成部分與延伸。

監(jiān)造要對(duì)制造廠的制造過程實(shí)施監(jiān)督、驗(yàn)證，也要對(duì)產(chǎn)品操作和檢驗(yàn)的人員資格、工藝評(píng)定的有效性和合法性、文件的有效性等內(nèi)容進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，從而確保質(zhì)量保證的各個(gè)環(huán)節(jié)得到控制。

3 監(jiān)造準(zhǔn)備

核設(shè)備監(jiān)造根據(jù)規(guī)定應(yīng)建立符合監(jiān)造服務(wù)合同要求的監(jiān)造組織，確立監(jiān)造體系所需的管理和文件體系，確定項(xiàng)目的監(jiān)造運(yùn)行模式，從事監(jiān)造工作的人員應(yīng)培訓(xùn)、考核并取得核級(jí)設(shè)備監(jiān)造工程師資格，專家團(tuán)隊(duì)的設(shè)立是對(duì)監(jiān)造工作的技術(shù)和專業(yè)支持。

監(jiān)造工作開展應(yīng)先了解項(xiàng)目及其合同各參與方的職責(zé)和接口關(guān)系，弄清合同對(duì)監(jiān)造工作的要求，根據(jù)設(shè)備采購(gòu)合同要求和技術(shù)資料內(nèi)容準(zhǔn)備監(jiān)造依據(jù)文件，建立適宜監(jiān)造活動(dòng)的管理和文件體系。

監(jiān)造管理體系包括監(jiān)造活動(dòng)的計(jì)劃、組織等的流程或制度，報(bào)告制度，接口管理，職責(zé)管理等制度和規(guī)章。

監(jiān)造工作必須要完善的監(jiān)造體系及其文件作為依據(jù)，建立監(jiān)造體系四層次文件：監(jiān)造質(zhì)保大綱、監(jiān)造管理程序、監(jiān)造工作程序、監(jiān)造過程文件和文件管理四層次文件。

4 反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件制造的監(jiān)造控制點(diǎn)的設(shè)立

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件，如材質(zhì)為16MND5（508-3）低合金鋼等重要鍛件；根據(jù)其鍛件制造工藝和質(zhì)量要求推薦其工藝及質(zhì)量控制點(diǎn)流程如圖1所示。

圖1 反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件工藝及質(zhì)量控制點(diǎn)流程

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件制造采用的監(jiān)造控制方式有：授權(quán)開工制造檢查和完工文件審查設(shè)為停工待檢H點(diǎn)；粗加工后UT檢查、性能熱處理、劃線取樣、機(jī)械性能試驗(yàn)、精加工后的無損檢測(cè)及尺寸等設(shè)為現(xiàn)場(chǎng)見證W點(diǎn)；冶煉的澆包分析、鍛造、鍛后熱處理、成品化學(xué)成分、硬度、金相等設(shè)為報(bào)告審查R點(diǎn)；鍛造、粗加工、精加工等過程控制由監(jiān)造進(jìn)行日常巡檢監(jiān)督和跟蹤其質(zhì)量、進(jìn)度等。

5 反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件制造的監(jiān)造活動(dòng)實(shí)施

5.1 工作要求

熟悉或掌握監(jiān)造所需法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、合同、圖紙和相關(guān)技術(shù)條件；熟悉被監(jiān)造設(shè)備的加工、檢查、試驗(yàn)，特別是無損檢測(cè)等主要方法及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；熟悉制造廠的質(zhì)量保證大綱及相應(yīng)的程序和規(guī)程；掌握設(shè)備監(jiān)造的管理程序,編寫監(jiān)造計(jì)劃等[3]。

5.2 停工待檢點(diǎn)（H點(diǎn)）

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件的授權(quán)開工制造和完工文件審查兩個(gè)工序一般設(shè)為停工待檢點(diǎn)（H點(diǎn)）。

授權(quán)開工制造要檢查"人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)"這六要素，是對(duì)制造廠生產(chǎn)前的狀態(tài)認(rèn)可，同時(shí)也是對(duì)制造廠的質(zhì)量體系和能力的一種熟悉，對(duì)其后續(xù)工作的開展和產(chǎn)品質(zhì)量保證提供軟、硬件支撐。

完工報(bào)告（或文件）的審查是監(jiān)造工作重點(diǎn)之一，應(yīng)按RCC-M A3805及合同質(zhì)保等補(bǔ)充協(xié)議對(duì)完工文件進(jìn)行規(guī)范性審查外，還應(yīng)按照設(shè)計(jì)文件、鍛件采購(gòu)規(guī)格書等對(duì)其資料和報(bào)告等進(jìn)行符合性審查。

5.3 現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn)（W點(diǎn)）

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件，其現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn)（W點(diǎn)）通常包括粗加工后UT檢查、性能熱處理、劃線取樣、力學(xué)性能試驗(yàn)、精加工后無損檢驗(yàn)、尺寸檢驗(yàn)、標(biāo)識(shí)等工序。

下面主要介紹性能熱處理、劃線取樣的見證關(guān)注點(diǎn)。性能熱處理目的是使其材料獲得合格的組織和性能，現(xiàn)場(chǎng)見證的重點(diǎn)主要包括：檢查熱處理設(shè)備的完好和適用范圍，熱電偶的有效性、測(cè)溫范圍、安裝布置和數(shù)量、與被測(cè)工件可靠接觸和包覆，溫度記錄儀的有效性，記錄紙的可靠性，溫度測(cè)量系統(tǒng)的可靠性，工件數(shù)量、規(guī)格和編號(hào)等；現(xiàn)場(chǎng)查閱熱處理工藝規(guī)程、工藝卡與制造大綱等是否相符與有效，操作人員的資格等要素。在熱處理過程中應(yīng)巡查，監(jiān)督升溫速度、保溫和記錄等符合情況。監(jiān)造易忽視的如熱處理爐的恒溫區(qū)，工件的重量是否超重或每批重量值相符（直接決定產(chǎn)品質(zhì)量或取樣數(shù)量），工件淬火時(shí)出爐溫度的測(cè)量、入水時(shí)間及工件入、出水溫度等。某制造廠生產(chǎn)的某電站的RPV進(jìn)出口接管有多批次性能熱處理后力學(xué)性能不合格而報(bào)廢，經(jīng)查原因由將1鍛4改為1鍛2，保證入水溫度，改小鍛件后冷卻速度就加快，性能合格；牌號(hào) 40NCDV7.03（40CrNi2MoV）材料熱處理前表面質(zhì)量不好會(huì)出現(xiàn)淬火后工件開裂而報(bào)廢等熱處理問題。

劃線取樣見證，看似簡(jiǎn)單卻直接決定產(chǎn)品質(zhì)量。見證時(shí)核對(duì)試件的原材料和相關(guān)資料等的符合性，試料分解后的回拼能確認(rèn)其位置和數(shù)量是否正確，試樣印記轉(zhuǎn)移跟蹤等，確保劃線取樣的正確就是保證取樣產(chǎn)品質(zhì)量及其真實(shí)性。

所有的現(xiàn)場(chǎng)見證H、W點(diǎn)均按照監(jiān)造程序文件的規(guī)定進(jìn)行監(jiān)督、核實(shí)并做好相應(yīng)的記錄，審查制造廠提供的相關(guān)見證點(diǎn)報(bào)告合格后完成質(zhì)量計(jì)劃見證點(diǎn)的簽字，見證工作完成后編寫監(jiān)造活動(dòng)報(bào)告。

5.4 報(bào)告及記錄審查（R點(diǎn)）

在進(jìn)行化學(xué)成分、鍛造、鍛后熱處理、硬度、金相等R控制點(diǎn)的審查，應(yīng)對(duì)照RCC-M和相關(guān)采購(gòu)技術(shù)規(guī)格書的要求核對(duì)其數(shù)據(jù)正確性，項(xiàng)目完整性，引用標(biāo)準(zhǔn)合理性等進(jìn)行查驗(yàn)，無誤后關(guān)閉其R點(diǎn)。

5.5 巡檢

巡檢是除現(xiàn)場(chǎng)見證和報(bào)告審查外的監(jiān)造控制手段，巡檢的目的不是僅跟蹤鍛件的進(jìn)展?fàn)顟B(tài)，還要在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)制造廠不規(guī)范的行為和糾正不正確的活動(dòng)，保證產(chǎn)品過程質(zhì)量受控。

5.6 監(jiān)造記錄控制

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)造記錄應(yīng)按照監(jiān)造過程文件規(guī)定的備忘錄和觀察單、設(shè)備催交聯(lián)絡(luò)單、活動(dòng)報(bào)告、工廠質(zhì)量放行單、專題報(bào)告、監(jiān)造日志、監(jiān)造周報(bào)、監(jiān)造月報(bào)、停工令等相關(guān)內(nèi)容和格式進(jìn)行編寫；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問題和整改情況進(jìn)行記錄和跟蹤。

5.7 不符合項(xiàng)控制

制造過程出現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不符合項(xiàng)，應(yīng)查制造廠是否按照相應(yīng)項(xiàng)目的不符合項(xiàng)控制程序的規(guī)定處理；為保證對(duì)不符合要求的物項(xiàng)的控制，要監(jiān)督制造方的標(biāo)識(shí)和隔離等措施是否合乎規(guī)定；監(jiān)造人員同時(shí)要跟蹤和識(shí)別不符合項(xiàng)的分類是否準(zhǔn)確；要監(jiān)督不符合項(xiàng)及其報(bào)告的及時(shí)開啟；外部不符合項(xiàng)應(yīng)跟蹤處理方案和糾正措施正確，同時(shí)還應(yīng)參加相關(guān)的驗(yàn)證活動(dòng)并對(duì)驗(yàn)證簽認(rèn)；跟蹤不符合項(xiàng)的糾正預(yù)防措施的落實(shí)和整改的實(shí)施等情況。

6 結(jié)論

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵鍛件的材料牌號(hào)主要有16MND5 或 18MND5（ 508-3）、40NCDV7.03（ 40CrNi2MoV）、Z2CND18-12（ NS） 或 0Cr18Ni10Ti、NC30Fe(Inconel690)等，材料分類為低合金鋼、高強(qiáng)度合金鋼、奧氏體不銹鋼和鎳基合金等，其形狀和大小各異、材料性能差異大，這些原材料的制造難度都很高，加工的質(zhì)量要求已到了國(guó)內(nèi)不少制造商加工能力的極限。實(shí)踐證明監(jiān)造對(duì)核電產(chǎn)品的加工能力和質(zhì)量水平的提高發(fā)揮了不可替代的作用。核級(jí)設(shè)備的監(jiān)造工作也體現(xiàn)在其監(jiān)造產(chǎn)品質(zhì)量中，因監(jiān)造是產(chǎn)品制造的監(jiān)督者和質(zhì)量的參與者。保證產(chǎn)品質(zhì)量和核安全是核級(jí)監(jiān)造應(yīng)履行的職責(zé)。

[1] 顧 軍.核電廠設(shè)備監(jiān)造方法與技術(shù)[M].北京：原子能出版社，2010.

[2] 謝世球.核電站設(shè)備監(jiān)造實(shí)踐與建議[J].核電工程與技術(shù)，2004，（ 1）.

[3] 謝世球.核電站設(shè)備的監(jiān)造[J].核電工程與技術(shù)，1999，12（1）.