淺談對RCC-M規(guī)范材料篇的認識

肖 羽 馬曉利

（大連菱日電力設備有限公司）（奧鎂貿(mào)易（大連）有限公司）

壓力容器

淺談對RCC-M規(guī)范材料篇的認識

肖 羽*馬曉利

（大連菱日電力設備有限公司）（奧鎂貿(mào)易（大連）有限公司）

分析了RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇的特點、形成原因及其應用，特別是實施國產(chǎn)化方面應該注意的問題。

核電設備 RCC-M 材料標準 采購規(guī)格書 鋼材 零件 產(chǎn)品

0 前言

《壓水堆核島機械設備設計和建造規(guī)則》（RCC-M）第Ⅱ卷共兩大冊，其總標題為 《材料》[1]。從表面上看這與ASME規(guī)范第Ⅱ卷[2]很相似，但仔細分析后可知，其實質(zhì)完全不同。本文分析了RCC-M第Ⅱ卷材料篇的特點、形成原因及其應用，特別是實施國產(chǎn)化方面應該注意的問題。

1 RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇簡介

1.1 主要內(nèi)容

RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇的主要內(nèi)容是102份采購規(guī)格書 （procurement specifications），其所涉及的是制造法國法瑪通公司設計的壓水堆核電站核島機械設備需要的材料。

該卷把這些采購規(guī)格書分成了兩大類，即零件采購規(guī)格書 （30份）和產(chǎn)品采購規(guī)格書 （共72份），且每份都有分類標題，以資區(qū)分。

1.1.1 零件采購規(guī)格書

零件采購規(guī)格書的采購對象是制造核島機械設備中某臺具體設備上的某個具體零件的毛坯和材料。表1是幾個零件采購規(guī)格書的示例。由表1可見，按這類零件采購規(guī)格書采購到的物項用在什么設備上，以及用在該設備的哪個部位，都表示得非常明確，絲毫沒有改變或交換的可能。例如按M2111采購的物項是圓筒形鍛件，用于反應堆殼體上中子通量最大段，而不是用在其他區(qū)段，因為把高價格的優(yōu)質(zhì)材料用在不需要如此高質(zhì)量的地方不符合設計的 “經(jīng)濟性”原則。反之，按M2112采購的物項雖然也是同標準、同等級的鍛造圓筒，但由于要求較M2111稍低，故絕對不能將其用在高通量段。

1.1.2 產(chǎn)品采購規(guī)格書

產(chǎn)品采購規(guī)格書的采購對象是材料生產(chǎn)廠的標準產(chǎn)品，如鋼板、鋼管或棒材等。應用范圍雖然也很明確，但在一定范圍內(nèi)還有變通余地。表2是幾種產(chǎn)品采購規(guī)格書的示例，從中不難看出這一特點。

表1 零件采購規(guī)格書示例

表2 產(chǎn)品采購規(guī)格書示例

1.2 性質(zhì)

不管哪一種類型，RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中包括的采購規(guī)格書都既不是法國國家標準（AFNOR），也不是歐盟標準 （EN），而是根據(jù)標準編制的采購文件。對于這一點RCC-M闡述得很清楚，并沒有絲毫避諱，這也是正確認識RCC-M規(guī)范材料篇的關鍵。

材料標準和材料采購規(guī)格書是不同性質(zhì)的兩類文件。就級別而言，材料采購規(guī)格書是根據(jù)標準編寫的，級別在標準之下。

1.3 編寫特點

收錄在RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中的102份材料采購規(guī)格書，編寫方式也很不相同，基本上可以分為3種類型，即規(guī)范編寫方式、不完全規(guī)范編寫方式和非規(guī)范編寫方式。

1.3.1 規(guī)范編寫方式

規(guī)范編寫方式的基本特點是同時給出了依據(jù)的材料標準編號和材料等級標識。根據(jù)具體應用條件，可能提出了一些高于或不同于標準規(guī)定的特殊要求。

對于標準材料這是普遍都能接受的規(guī)范寫法。標準是公開發(fā)行的，根據(jù)給出的材料標準編號及材料等級標識，能夠準確無誤地知道采購的是何種材料。將規(guī)范與標準比較，能夠知道在所涉及的具體應用場合下，規(guī)范在哪些方面提出了特殊要求。凡是與標準規(guī)定相同的要求，或并不比標準規(guī)定高的要求，不必重復抄錄標準規(guī)定。通過與標準比較，還可以判斷采購規(guī)格書中提出的附加要求是否恰當合理，以及該要求是出于何種考慮。

例如M1131就是一份這種類型的產(chǎn)品采購規(guī)格書。采購的材料是碳鋼鋼板，依據(jù)的標準是歐盟標準EN 10028-2[3]。采購的材料等級共包含4個，即P235GH、P265GH、P295GH和P355GH，用于制造1、2或3級核設備。

EN 10028-2是一項承壓設備用鋼板標準，并不是核電專用標準。該標準包括4個等級的碳鋼鋼板和12個等級的低合金鋼鋼板。M1131僅采購其中4個等級的碳鋼鋼板。

M1131在7個方面提出了附加要求，詳見表3。但是將其與EN 10028-2比較后發(fā)現(xiàn)，這些附加要求并不全都適當。例如交貨狀態(tài)，M1131涉及的4種碳鋼鋼板，按標準規(guī)定的供貨狀態(tài)只有正火一種，并不是規(guī)定了多種狀態(tài)，需要采購方進行選擇，所以表3序號1就多余。另外，對磷 （P）和硫 （S）含量以及對-20℃沖擊韌性的要求都不比EN 10028-2標準規(guī)定的高 （有的甚至比EN標準低），完全不應該作為附加要求提出來。只有-40℃下的沖擊韌性試驗、300℃下的拉伸試驗和超聲波檢驗 （UT）才算高于或不同于標準規(guī)定的要求，才應該作為特殊要求寫進采購規(guī)格書。出現(xiàn)這些多余和不適當要求的原因何在？估計若干年前EN 10028-2標準可能不是這樣，即當時規(guī)定的可能不止一種供貨狀態(tài)，P和S的允許極限含量比現(xiàn)在高，低溫沖擊韌性合格門檻值也比現(xiàn)在低。之后標準升級了，而RCC-M的采購規(guī)格書并沒有跟著修改。按這種規(guī)范方式編寫的采購規(guī)格書，在RCC-M規(guī)范中雖然還有一些，但為數(shù)不多，也就10多份。

表3 M1131中的附加要求

1.3.2 不完全規(guī)范編寫方式

按不完全規(guī)范編寫方式編寫的采購規(guī)格書只給出了材料的等級標識，而沒有給出依據(jù)的材料標準編號。該類型的采購規(guī)格書在RCC-M中數(shù)量最多，超過總數(shù)的一半。雖然沒有給出材料標準編號，但給出的材料標識都是法國標準標識，即都是標準材料。例如M1112就是一份這種形式的產(chǎn)品采購規(guī)格書。采購物項是用于制造1、2和3級部件的碳鋼鑄件。鑄件的標準等級標識 （AFNOR grade）共兩種，分別為20MN5M和20M5M。

這類采購規(guī)格書的另一個特點是內(nèi)容非常詳細，包括應用范圍、冶煉方法、化學成分、力學性能、試驗項目、試驗方法及合格標準、熱處理、機械加工和表面及內(nèi)部質(zhì)量檢驗、尺寸檢驗、合格證書以及標識等各方面的內(nèi)容。雖然只按采購規(guī)格書就能把采購的材料生產(chǎn)出來，但不與標準對照，就不能知道這些材料究竟在哪些方面提出了高于或不同于標準的特殊要求，以及要求是否合理恰當。

1.3.3 非規(guī)范編寫方式

該類型采購規(guī)格書的特點是既沒有給出依據(jù)的材料標準編號，也沒有給出材料的等級標識，但其內(nèi)容卻都非常詳細。例如M2111，它的采購對象是制造壓水堆核電站反應堆殼體高輻照段的Mn-Ni-Mo低合金鋼圓筒形鍛件。該采購規(guī)格書包括冶煉方法、化學成分、力學性能以及包裝運輸?shù)雀鞣矫娴囊螅偣?2節(jié)，每節(jié)還分成若干小節(jié)，儼然就像一個獨立的材料標準。

這種類型的采購規(guī)格書在RCC-M中數(shù)量不算多，主要集中在低合金鋼材料中。一般來說，只有采購非標準材料或開發(fā)研制新材料，才按這種方式編寫采購文件。因為沒有標準可依，一切要求只能靠這一份文件表達，于是就不得不寫得十分詳細。

2 討論

以上是從RCC-M規(guī)范材料篇直接讀出的內(nèi)容，從中可以引申出以下幾方面的認識。

2.1 編寫單位的性質(zhì)

材料采購規(guī)格書是材料使用單位 （即設備制造廠或工程公司）為制造具體設備或完成具體工程項目需要采購材料而編制的。雖然RCC-M規(guī)范標明的發(fā)行單位是AFCEN（法國核島設備設計、建造及在役檢查規(guī)則學會），和美國的ASME一樣，像是一個行業(yè)協(xié)會或?qū)W術(shù)團體，但其實際編制單位卻是法國法瑪通公司，這是一家企業(yè)性質(zhì)的經(jīng)濟實體。法國和法國出口的壓水堆核電站都是由這家公司建設或負總體責任建設的。

2.2 對象單一

RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇包括的采購規(guī)格書，劃分得非常細致，例如一根泵軸就單獨編寫了一份采購規(guī)格書 （M2132）。之所以能夠分得這樣細，是因為RCC-M規(guī)范針對的僅僅是法瑪通公司開發(fā)設計的壓水堆核電站中的一種類型，其對象單一。核島部分包含的設備，以及設備包含的零部件也都是固定不變的。否則就很難采取采購規(guī)格書的形式，更不用說細分了。

2.3 集中運作模式

采購規(guī)格書與具體企業(yè)的運作模式密切相關。法瑪通公司制造核島機械設備時，只需要按RCCM規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中包含的102份采購規(guī)格書采購材料和零件毛坯，其余制造和安裝工作都是由其自己集中完成的。而在我國，同一核電廠的設備是分散采購的。不同制造廠運作模式不同，無法采用相同的采購規(guī)格書。例如，如果設備制造廠有封頭成型設備，就不能強制其執(zhí)行M2127或M2128號采購規(guī)格書 （見表2），采購成型好的或拼焊成型好的封頭，因為直接采購鋼板更為合理。

另外，整個RCC-M規(guī)范中沒有關于設備制造廠和安裝單位資格評定的規(guī)定，只有對材料生產(chǎn)廠的評定 （M140、 M160和M170）。雖然第Ⅳ卷中S6000“生產(chǎn)車間技術(shù)評定”[4]具有制造廠評定的性質(zhì)，但也僅限于 “焊接技術(shù)”這一方面。這是因為，采購的物項中有部分涉及焊接。

2.4 供應渠道固定

歐洲市場不允許使用非標準材料，不僅包括核電設備，也包括了民用承壓設備。而RCC-M規(guī)范中的絕大部分采購規(guī)格書沒有給出材料標準編號，甚至既沒有給出標準編號，也沒有給出材料等級標識。這對于其長期固定合作的供應商，尤其是法國國內(nèi)的供應商來說，問題不大。因為這些供應商熟悉自己國家的標準，也知道RCC-M規(guī)范中這些采購規(guī)格書的來歷和演變過程。RCC-M規(guī)范中也說得很清楚，修改采購規(guī)格書是要與供應方溝通的（M113）[1]。這說明法瑪通公司制造核島設備所需要的材料，一定是通過與它有長期合作關系的固定供應渠道得到的。否則這些采購規(guī)格書在使用中也會存在問題。

綜合以上幾點，不難看出RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中的采購規(guī)格書完全是法瑪通公司為了自己的需要，按照自己運作模式 “量身訂制”的，不應該把它看做是普遍適用的規(guī)范或標準。因此，RCC-M規(guī)范尤其它的第Ⅱ卷材料篇只能作為參考，實際使用中不能照搬。

3 國產(chǎn)化方面的考慮

目前國家能源局已經(jīng)陸續(xù)批準發(fā)布了一批能源行業(yè)標準 （NB/T），總標題都是 “壓水堆核電廠用碳鋼和低合金鋼”，接著是 “第××部分”和分標題，見表4（表4中標題欄只給出了分標題）?！暗凇痢敛糠帧?由標準編號 NB/T 20005.××中的 “××”表示，但根據(jù)其分標題不難找出對應的RCC-M規(guī)范中的采購規(guī)格書編號。總之，部分材料標準是參考了RCC-M規(guī)范中某份或某幾份材料采購規(guī)格書編制而成的。在我國標準系列中，NB/T標準應屬于部頒標準，位于國家標準 （GB或GB/T標準）之下、公司 （或企業(yè)）標準之上。在沒有相應國家標準的情況下，部頒標準起國家標準的作用。

而RCC-M規(guī)范中的材料采購規(guī)格書是根據(jù)法國或歐盟標準編制的，只不過增加了若干適應于核電設備的特殊要求，那么實現(xiàn)國產(chǎn)化，就應該把目標對準到法國或歐盟標準上去，即把編制RCC-M規(guī)范中材料采購規(guī)格書所依據(jù)的那些標準找出來，并把它們搞明白。當然這樣做有困難，因為RCCM中的絕大多數(shù)采購規(guī)格書編寫方式不規(guī)范，沒有給出依據(jù)的標準編號。但困難并不是不可克服的，一旦找到相應的標準，就會發(fā)現(xiàn)其數(shù)量遠遠沒有采購規(guī)格書多。即使要一對一地制訂國內(nèi)標準，數(shù)量也將會大大減少。

例如，M2000中包括的十多份Mn-Ni-Mo鍛件和鋼板采購規(guī)格書，雖然每一份都給出了極詳細的冶煉方法、化學成分和力學性能等方面的要求，但仔細比較分析后，不難發(fā)現(xiàn)它們涉及的實際是同一種材料。只不過用于制造反應堆容器的材料，韌性要求比較高，要求限制和分析鈷 （Co）和銅（Cu）含量，對S和P含量限制也較嚴格；制造反應堆以外的其他設備，韌性要求雖然也比非核設備高，但比反應堆容器低，只要求限制和分析S和P，Cu和Co就不要求分析了。而這幾種元素肯定都不是有意添加的，都是雜質(zhì)元素。如果要制訂標準，制訂兩項，一項鋼板、一項鍛件就夠了，而不需要一對一地制訂十多份。

表4 幾份國產(chǎn)核級材料標準的概況

進一步仔細研究，還會發(fā)現(xiàn)編制RCC-M規(guī)范中102份材料采購規(guī)格書依據(jù)的標準原本都是通用標準，而不是核電專用標準，更不是壓水堆核電廠專用標準。或許目前世界上根本就沒有核電專用材料標準，至少RCC-M和ASME核電建造規(guī)范都是這樣。這樣 “國產(chǎn)化”的任務就變成了，找出與其相當?shù)奈覈鴺藴屎筒牧?。如果沒有，就暫時按外國標準生產(chǎn)，然后逐漸完善國內(nèi)標準，充實其內(nèi)容。而不是去制訂核電專用標準。我國按照EN 10028-2生產(chǎn)P265GH鋼板已經(jīng)有幾年了。

NB/T 20005.2和NB/T 20005.3在其編制說明中都說，經(jīng)過比較對應RCC-M規(guī)范內(nèi)采購規(guī)格書中的材料與我國的20和16Mn相當，因而直接采用了國內(nèi)材料標識20和16Mn。但是20和16Mn鍛件已經(jīng)有了國內(nèi)標準[5]，為什么還要另外制訂標準呢？是因為核電材料要求高。但目前國際上，包括法國RCC-M規(guī)范的通用做法，不是去制訂專用標準，更不是按零件制定專用標準，而是直接采用通用標準中的材料，把不同于或高于標準規(guī)定的要求，作為特殊要求，以業(yè)主設計規(guī)格書的形式提出來。要想知道RCC-M規(guī)范對各級核設備用材料提出了哪些特殊要求，只有通過把RCC-M規(guī)范中的采購規(guī)格書與它們所依據(jù)的標準比較才能做到。對于實現(xiàn)國產(chǎn)化這才是最關鍵、最重要的。只看RCC-M規(guī)范中的采購規(guī)格書，不看依據(jù)標準，根本看不出哪些是特殊要求，哪些是常規(guī)規(guī)定。尤其是那些編寫方式不規(guī)范和完全不規(guī)范的采購規(guī)格書，如果直接模仿甚至會把其中存在的不規(guī)范不完善的地方也一并承襲。

4 結(jié)束語

（1）ASME規(guī)范第Ⅲ卷[2]和RCC-M規(guī)范都是關于核電設備的，但二者性質(zhì)完全不同。前者為外指向型，即ASME編制發(fā)行ASME規(guī)范，完全不是為了自己執(zhí)行，而是為了別人執(zhí)行。而后者則正好相反，恰恰是為了自己執(zhí)行，而且是為了方便自己執(zhí)行，因此把它定性為內(nèi)指向型。

（2）對不同性質(zhì)的規(guī)范，執(zhí)行起來也應區(qū)別對待。尤其像RCC-M規(guī)范，本來就不是為法瑪通公司以外的單位編制的。拿來參考沒問題，要不折不扣地執(zhí)行或照搬，不僅會感到很多不便，而且還會發(fā)現(xiàn)，所做的很多工作只是徒具形式而已，并沒有實際意義。如果一味模仿，甚至會導致出現(xiàn)背離其精神的情況[6-7]。

[1]AFCEN.RCC-M，Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Islands：SectionⅡ，Materials(PartⅠand PartⅡ)[S].2000 Edition Plus 2002 Addendum.Paris.

[2]ASME.ASME Code[S].2015 Edition.New York.

[3]BSI.BS EN 10028-2：2003,Flat Products Made of Steels for Pressure Purposes,Part 2：Non-alloy and Steels with Specified Elevated Temperature Properties[S].2003 Edition.United Kingdom.

[4]AFCEN.RCC-M,Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Islands：Section IV,Welding[S].2000 Edition Plus 2002 Addendum.Paris.

[5]國家能源局.承壓設備用碳鋼和低合金鋼鍛件：NB/T 47008—2010[S].北京：新華出版社，2010.

[6]王平安，肖羽，竇興華，等.對4種國產(chǎn)核級焊接材料的評述 [J].石油化工設備，2012，41（1）：48-54.

[7]史雪芬，王平安，李艷，等.RCC-M中的焊接材料評定 [J].石油化工設備，2012，41（3）：47-53.

Preliminary Discussion on the Understanding of RCC-M Section II-Materials

Xiao Yu Ma Xiaoli

The characteristics,causes and applications of RCC-M Section II-Materials are analyzed,especially the problems that should be paid attention to in the process of localization.

Nuclear power equipment;RCC-M;Material standard;Procurement specification;Steel products;Spare parts;Product

TQ 050.4

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.08.010

2016-12-28）

*肖羽，女，1982年生，高級工程師。大連市，116032。