淺談核級鍛造管件的質(zhì)量控制要點(diǎn)

孫建民

中國核電工程有限公司 北京 100048

核級管件是核電站用大宗材料的重要組成部分，為核電站管道系統(tǒng)建設(shè)的主要結(jié)構(gòu)材料，其產(chǎn)品的質(zhì)量好壞直接影響到核電站工藝管道系統(tǒng)的安全，對管道系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量與安全有著重要的影響[1]。核級管件是核電廠承壓邊界的一部分,列入國家核安全局民用核安全設(shè)備監(jiān)管目錄，從事核級管件制造的廠家需取得國家核安全局發(fā)放的制造許可證，國家規(guī)定工程總承包單位要對核級管件進(jìn)行監(jiān)造。

1 核級管件的概念

1.1 定義

核級管件是核電站管道系統(tǒng)中起到連接、控制、變向、分流等作用的零部件的統(tǒng)稱，一般安裝在核島內(nèi)的各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，通常有三通、彎頭、異徑管、大小頭等，按照成型工藝不同，一般通過分為焊接制、鍛造、推制等形式管件，本文主要介紹鍛造成型管件。

1.2 核級鍛造管件的參數(shù)

M310機(jī)組所用的核級管件主要參數(shù)：核安全等級1、2、3級，質(zhì)保等級QA1、QA2、QA3級。

2 核級鍛造管件主要制造工藝

目前核級鍛造管件的主要通過熱模鍛來成型，或者通過直接機(jī)加工成型。

3 核級管件的監(jiān)造質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 原材料的控制

鍛造管件所用原材料一般為鍛棒或者圓鋼。原材料的質(zhì)量直接影響核級管件的制造質(zhì)量，是質(zhì)量保證工作的重點(diǎn)，也是監(jiān)造的基礎(chǔ)性工作。對原材料的檢查，包括相關(guān)質(zhì)量文件的齊全、有效、準(zhǔn)確，滿足技術(shù)條件的要求，對于有復(fù)驗(yàn)要求的原材料應(yīng)審核復(fù)驗(yàn)報(bào)告的完整性、齊全性、有效性，需要標(biāo)注鍛造方向的要檢查主鍛造方向的標(biāo)注情況。核電用管件原材料還應(yīng)特別注意以下兩點(diǎn)：原材料代用的檢查。在開工檢查的過程中重點(diǎn)檢查是否存在材料代用情況，如有材料代用必須按照程序要求，在制造活動開展前提交設(shè)計(jì)澄清。如為國家核安全局監(jiān)管原材料，如核1級鍛件須提交質(zhì)量計(jì)劃。

3.2 鍛造管件的成型過程控制

以奧氏體不銹鋼鍛造管件為例，鍛造奧氏體不銹鋼鍛制管件在整個(gè)制造過程需要經(jīng)受多次熱循環(huán)，在熱模鍛的過程中有可能會由于奧氏體晶粒長大導(dǎo)致力學(xué)性能下降。隨爐試樣代表產(chǎn)品性能指標(biāo)，隨爐試樣要模擬鍛件的整個(gè)熱循環(huán)，因此要重點(diǎn)對熱模鍛成形前的加熱循環(huán)階段進(jìn)行檢查是否按照相關(guān)的鍛造大綱要求進(jìn)行。鍛造管件的尺寸主要通過精加工保證，因此要重點(diǎn)對成品管件與圖紙的符合性進(jìn)行檢查。

3.3 管件的熱處理過程控制

（1）熱處理工藝的準(zhǔn)確性核實(shí)。在熱處理前要對供應(yīng)商提交的熱處理工藝規(guī)程進(jìn)行檢查，主要檢查規(guī)程的編制和審批情況，熱處理規(guī)程的執(zhí)行版本需是最新版本，且蓋供應(yīng)商受控章。不銹鋼的熱處理方式一般為固溶熱處理，碳鋼一般情況下為正火熱處理，檢查規(guī)程中規(guī)定的熱處理工藝和上游文件是否一致，重點(diǎn)對于溫度的允許偏差進(jìn)行檢查。檢查操作人員的資質(zhì)情況，熱處理時(shí)間和曲線的檢查檢查工序執(zhí)行所使用的設(shè)備、儀器、耗材等的符合性，按照要求，應(yīng)該對爐溫控制系統(tǒng)進(jìn)行定期標(biāo)定。

（2）熱處理分爐的檢查。裝爐規(guī)格數(shù)量嚴(yán)格按分爐清單，不同材質(zhì)、不同原材料批次的管件不能混裝入同爐處理，且規(guī)格相同但RCC-M級別不同的管件，除非級別較低的管件用原材料是按照級別較高管件用原材料的要求進(jìn)行了超聲檢測，否則也不得進(jìn)行同爐熱處理。同爐熱處理管件壁厚之差不得超過3mm。需要重點(diǎn)關(guān)注的是，同時(shí)要檢查隨爐試樣的代表性，確保代表管件力學(xué)性能的隨爐試樣與成品一起經(jīng)受熱處理。

3.4 取樣的控制

核級管件的性能指標(biāo)是靠取得的樣品來進(jìn)行一系列的理化性能來體現(xiàn)的，取樣是否正確顯得非常關(guān)鍵，是管件質(zhì)量控制的環(huán)節(jié)中的重中之重。一般核電用管件的碳鋼原材料為法標(biāo)A42AP與P280GH材料，不銹鋼為Z2CN18-10，不同的原材料取樣的位置和取樣的方法是有所不同，在工程實(shí)際中搞混比較常見。

（1）取樣的文件控制。在取樣現(xiàn)場所需文件（程序、圖紙、工藝）是否齊全、有效。尤其是取樣圖要嚴(yán)格按照不同項(xiàng)目，不同材質(zhì)，不同規(guī)格進(jìn)行編制，在取樣前監(jiān)造人員對取樣圖進(jìn)行檢查和確認(rèn)。

（2）取樣的過程控制。在確認(rèn)取樣圖沒有問題后，重點(diǎn)對取樣的過程進(jìn)行控制，主要對取樣的數(shù)量，檢查取樣的方向，檢查取樣的位置，取樣的尺寸進(jìn)行控制。

在實(shí)際的執(zhí)行過程中，取樣的位置和取樣的方向是出問題較多的地方，針對不同合同，不同材質(zhì)的管件的專用取樣圖，實(shí)際控制過程要嚴(yán)格按照取樣圖和上游文件的規(guī)定進(jìn)行取樣。

3.5 理化試驗(yàn)的控制

核級管件的理化試驗(yàn)試驗(yàn)內(nèi)容一般包括：化學(xué)成分分析、室溫拉伸試驗(yàn)、高溫拉伸試驗(yàn)、沖擊性能、硬度、晶粒度檢驗(yàn)、晶間腐蝕試驗(yàn)、宏觀、微觀金相分析等，理化試驗(yàn)的控制主要從以下幾個(gè)方面開展：在理化實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該確認(rèn)試驗(yàn)方法、試樣的位置及取樣方向應(yīng)符合要求，試驗(yàn)人員、校核和審核人員具有相應(yīng)級別的技術(shù)資格證書，所有需檢定的儀器儀表要經(jīng)國家授權(quán)機(jī)構(gòu)檢定合格，并在有效期內(nèi)[2]。理化試驗(yàn)操作過程要滿足標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程的規(guī)定和要求，若試驗(yàn)不合格，關(guān)注重新取樣的要求，若試驗(yàn)理化試驗(yàn)不能滿足試驗(yàn)要求或其他原因?qū)е滦枰匦聼崽幚頃r(shí)，應(yīng)關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、規(guī)程等是否允許重新熱處理及允許重新熱處理的次數(shù)，試驗(yàn)結(jié)束后，督促負(fù)責(zé)試驗(yàn)的部門編制報(bào)告，并審查報(bào)告的正確性、完整性。

4 核級管件在法律法規(guī)方面的特殊規(guī)定

4.1 資質(zhì)監(jiān)管

核級管件為國家核安全局監(jiān)管設(shè)備，因此從事核級管件的制造商，需要取得相關(guān)的制造許可證，從事核級管件的無損檢測人員按照HAF602要求取得相關(guān)資質(zhì)。

4.2 關(guān)鍵工序的控制

根據(jù)國核安發(fā)[2016]211號文《關(guān)于發(fā)布〈民用核安全機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和制造活動不能分包的關(guān)鍵工藝和技術(shù)（2016年修訂）〉的通知》，核級管件的推制、壓制、模鍛、最終機(jī)加工、焊接、熱處理環(huán)節(jié)為不可分包的關(guān)鍵工序，因此監(jiān)造人員在質(zhì)量控制的過程中重點(diǎn)要對供應(yīng)商的遵守法律法規(guī)方面進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，防止違法行為的產(chǎn)生。