反應堆壓力容器制造質量分析模型范文

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摘要：反應堆壓力容器制造與監造的根本目的在于提高制造質量安全保證。通過建立反應堆壓力容器制造質量分析模型，重點分析了制造質量不符合項產生的工藝原因。通過質量分析，有益于提高監造能力，實踐“監造是業主的眼睛和承制廠制造質量的放大鏡”的核心監造文化理念；有益于監造對質量制造質量不符合項的處理采取有針對性的措施，確保反應堆壓力容器制造質量。

關鍵詞：質量分析模型；不符合項；無損檢驗；壓力容器

處于承壓邊界的反應堆壓力容器（RPV）是高技術、高附加值、單件采購產品：核安全一級、質保一級、抗震一級。其制造質量是反應堆安全運行的保證，是國家核級設備制造能力的標志，是采購業主、承制廠和政府監管部門關注的最關鍵核級設備。RPV（除頂蓋外）在整個壽期內不可更換，在役檢查期間發現的質量不符合項（以下簡稱：QNC）修復困難，修復成本代價高昂。監造[14]作為質量保證的重要手段，必須以防微杜漸的態度，在RPV采購的各階段堅持“核安全無小事”的理念，實踐“監造是業主的眼睛，是承制廠制造質量的放大鏡”的核心監造文化理念。本文按照科工法311的要求，建立制造RPV制造質量分析模型，分析RPV不符合項報告（以下簡稱：NCR）中QNC產生的成因，在監造實踐中采取有針對性的質量控制措施，推動承制廠改進和提高RPV的工藝制造能力，為RPV的在役運行提供可靠的質量安全保證，保證實現RPV“制造質量第一”。

1RPV制造質量分析模型

在RPV的制造階段、驗收階段和安裝過程均有可能產生有記錄的QNC。監造不僅要做好業主的眼睛，確保各類QNC通過NCR記錄、處理，更要做好承制廠制造質量的放大鏡，建立圖1的RPV質量分析模型，對QNC產生的階段、工藝制造原因和檢驗方法進行分析。無損檢驗技術及手段探測、發現、記錄到的材料和零部件內部存在的空穴、夾雜、連續性點狀等缺陷是反應堆安全運行的隱患，監造要高度重視無損檢驗檢出的QNC，有針對性分析QNC產生的工藝制造原因，嚴格按照NCR流程進行分類處理，嚴格審查承制廠對QNC的描述，和承制廠溝通和討論QNC處理方案，針對性控制NCR處理過程中的“人、機、料、法、環”[5]五項生產質量控制因素，將“核安全無小事”的安全觀灌輸在制造的每一個環節，推動承制廠提升制造質量的能力，確保RPV的質量第一。

2RPV制造質量分析不符合項分析、討論及應用

2.1RPV制造質量不符合項分析

采購RPV的制造、驗收和安裝三個階段均可能產生QNC。圖2表明：92.3%的QNC主要產生于制造階段，驗收階段發現設備因吊裝、磕碰等產生表面劃痕的QNC的比例為1.7%，安裝階段發現轉運過程中吊裝、磕碰帶來的表面碰傷和劃傷的QNC比例為6%。圖3中，一類QNC（一般不符合項）占比10.7%，二類QNC（較大不符合項）僅占4.8%，內部QNC（違反制造廠內部工藝文件的不符合項）占84.5%，沒有三類（重大不符合項）QNC產生。監造活動必須充分暴露RPV制造過程中出現的QNC，確保圖3中各類QNC分類處理并且可以全部追溯。為避免內部QNC處理失控，監造需要通過巡檢以及電話溝通方式關注處理過程，避免內部QNC處理失控報廢設備。

2.2應用質量分析提高監造能力

2.2.1重點監造RPV原材料制造和焊接從QNC產生的工藝原因分析可知，材料制造產生的QNC為24.6%，焊接產生的QNC為18.9%。材料中的QNC有：鍛造導致的材料形變，沖擊、拉升和落錘試驗檢出的材料性能不合格，以及UT檢驗檢出材料內部存在夾雜等冶金缺陷。焊縫存在缺陷包括：夾雜、熔深不夠等。在尺寸許可的情況下，材料形變通過機械加工等手段校正后必須再經過各項檢驗驗證合格可投入使用；監造必須嚴格監造表征RPV承壓邊界用鋼的核安全的限值的RTNDT的試驗過程，對試料切取、試樣制造和測試過程進行控制，特別是應對每一件落錘試驗的斷裂裂紋進行檢查：裂紋至試驗棱邊，即為斷裂；必須督促承制廠通過技術手段反復定位、測量無損檢驗發現的原材料內部和焊縫中的QNC，核查相關工藝記錄，分析承制廠在“人、機、料、法、環”各個環節存在的不足，并采取有效措施進行改進。承制廠必須就部件焊縫中存在的QNC通過外部NCR闡述導致QNC的原因，提出處理QNC的工藝，報請采購業主、設計方許可后按照“修理、返修或返工”等方式進行實施。存在QNC的材料或焊接部件按照不符合項處理流程處理后仍然不滿足采購技術條件的要求，如不能在程序上獲得讓步接收，監造必須督促承制廠報廢，重新制造出合格材料或焊接部件。

2.2.2對影響制造質量和進度的內部NCR進行旁站監造RPV制造中內部NCR占比為84.5%。必須對有可能造成質量和進度風險的內部NCR進行密切跟蹤，設置旁站監造點監督承制廠員工按照“返修、修理、返工”的技術措施和圖紙要求進行施工，避免內部NCR處理不當擴大為外部NCR或甚至工藝實施不當報廢設備，延誤工期。例如機床測量發現圖6的RPV筒體初粗加工508Ⅲ鋼鍛件在軸向距離冒口鍛100mm、300mm以及5410mm處存在偏心，監造及時設置了旁站點，從“人、機、料、法、環”著手，對承制廠測量初粗加工鍛件尺寸、計算去除量、設計機加工方案、機加工車床、實施機加工人員的選擇等過程進行了嚴密跟蹤，確保鍛件按照內部NCR處理方案進行加工，推動制造進度。

2.2.3高度重視射線和超聲檢驗產生的不符合項處理，有效控制“人、機、料、法、環”無損檢驗檢出QNC的比例為39%，這些缺陷必須按照NCR流程處理。建議RPV組焊和堆焊出現的質量不符合項開出二類以上NCR，按照圖7的NCR處理流程中，準確定量和定性QNC是采取糾正措施處理NCR的前提，監造必須在NCR提交業主前逐項審查NCR報告，在NCR處理過程中對照處理方案，控制NCR處理實施階段的“人、機、料、法、環”，特別要確保實施質量不符合項處理的工藝人員資質合格、經驗豐富、身體力行，確保NCR處理一次成功。

3結論

（1）建立RPV制造質量分析模型有利于正確分析質量不符合項產生的原因、不同檢驗方法在檢出質量不符合項中的作用。特別是對無損檢驗發現RPV的質量不符合項的分析，有利于查找焊縫和材料內部缺陷的工藝原因，推動承制廠采取糾正措施，改進和提高制造工藝。（2）質量分析的應用有利于提升監造能力，提高監造的針對性，確保RPV制造原材料，特別是耐壓殼材料的質量合格。監造對影響制造質量和進度的內部NCR的處理采取旁站監造，避免內部NCR處理不當擴大為外部NCR，或工藝實施不當報廢設備，延誤工期。（3）強調在NCR處理過程中對“人、機、料、法、環”進行有針對性的控制，特別強調要使用有經驗的檢驗人員參與NCR的處理，盡可能一次性完成NCR的處理。

作者：黎志萬 單位：中國核動力研究設計院