EPC模式下反應(yīng)堆壓力容器業(yè)主方制造質(zhì)量管控策略探討

1、EPC模式下反響堆壓力容器業(yè)主方制造質(zhì)量管控策略探討摘要：設(shè)備質(zhì)量是核電機(jī)組平安高效運(yùn)行的重要影響因素。針對(duì)EPC模式下如何開(kāi)展業(yè)主方設(shè)備制造質(zhì)量管控的問(wèn)題，以華龍一號(hào)反響堆壓力容器設(shè)備為例，分別從設(shè)計(jì)改進(jìn)、制造難點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)反響進(jìn)行了分析，總結(jié)了制造質(zhì)量管控的策略。實(shí)踐證明，通過(guò)有效的管控策略，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)主方的質(zhì)量和進(jìn)度目標(biāo)，對(duì)后續(xù)機(jī)組具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：EPC模式業(yè)主方質(zhì)量管控反響堆壓力容器中圖分類號(hào)：TL35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X202102c-0076-05Abstract：Equipmentqualityisanimportantinfluencefactor

2、forthesafetyandefficiencyoftheoperationofnuclearpowerunits.TosolvetheproblemhowtocontrolthequalityoftheequipmentbytheownerunderEPCmode，Inthispaper，takingthereactorpressurevesselofHPRforexample，designimprovementsmanufacturingdifficultiesandexperiencefeedbacksisanalyzed，thestrategyofqualitycontroltoth

3、eownerisconcluded.Ithascertainreferencevalueforthefollow-upunit.KeyWords：EPCmode；Owner；Qualitycontrol；Reactorpressurevessel華龍一號(hào)福清核電5、6號(hào)機(jī)組采用的是業(yè)主負(fù)責(zé)制下的工程總承包EPC模式，EPC模式下業(yè)主單位將工程的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等全部工作委托給總承包單位負(fù)責(zé)，中國(guó)核電工程是該工程的總承包單位，福清核電是業(yè)主公司。中國(guó)核電工程依據(jù)總承包合同參與核電工程從設(shè)計(jì)到調(diào)試階段的相關(guān)工作，并受福清核電的監(jiān)管。1EPC模式下業(yè)主方的質(zhì)量管控的特點(diǎn)中華人民共和國(guó)民用核設(shè)施平安監(jiān)

4、督管理?xiàng)l例HAF001規(guī)定，核設(shè)施營(yíng)運(yùn)單位核電業(yè)主公司直接負(fù)責(zé)所營(yíng)運(yùn)的核設(shè)施平安，其主要職責(zé)包括對(duì)所營(yíng)運(yùn)的核設(shè)施平安、核材料平安、工作人員和群眾以及環(huán)境平安承擔(dān)責(zé)任。這就決定了業(yè)主公司不僅在運(yùn)行階段，在建設(shè)階段同樣要負(fù)責(zé)直接的核平安責(zé)任【1】。同時(shí)從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，業(yè)主方要實(shí)現(xiàn)平安可靠的運(yùn)行和合理運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，而良好的設(shè)備質(zhì)量是落實(shí)責(zé)任和目標(biāo)的途徑【2】。另外現(xiàn)階段EPC在核電工程的應(yīng)用處于起步階段，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循，總承包單位的工程管理水平也還需要進(jìn)一步提高。由于業(yè)主在工程管理中處于主導(dǎo)地位，其質(zhì)量管理方法和控制措施對(duì)工程的質(zhì)量管理工作起著統(tǒng)領(lǐng)全局的作用，決定了能否到達(dá)預(yù)定的質(zhì)量目標(biāo)。由于EPC

5、模式的特點(diǎn)，業(yè)主的質(zhì)量管控的人力資源數(shù)量相對(duì)常規(guī)模式精干很多，該種模式下業(yè)主對(duì)工程質(zhì)量管控的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)該有很大區(qū)別【3】。因此必須要準(zhǔn)確地把握質(zhì)量控制要點(diǎn)，對(duì)重要設(shè)備關(guān)鍵工序質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和控制，保障設(shè)備質(zhì)量和交貨期。2反響堆壓力容器制造質(zhì)量控制分析2.1華龍一號(hào)與M310的差異分析反響堆壓力容器是核電廠的重要部件，用于容納堆內(nèi)構(gòu)件、堆芯燃料組件、控制棒組件及其他組件，它是一回路冷卻劑的壓力邊界。由于其功能的特殊性，在核電廠運(yùn)行壽期內(nèi)不可更換，制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、難度大、周期長(zhǎng)成為RPV制造的最突出特點(diǎn)【6】。與M310機(jī)組相比，華龍一號(hào)的壓力容器尺寸更大，材料要求提高，制造難度增大。主要改進(jìn)表達(dá)在

6、如下幾個(gè)方面。1設(shè)計(jì)壽命延長(zhǎng)。反響堆壓力容器壽期的主要因素是材料壽期末的參考無(wú)延性轉(zhuǎn)變溫度RTNDT以及上平臺(tái)能量決定的。華龍一號(hào)的設(shè)計(jì)壽命由40年延長(zhǎng)到60年，主要是通過(guò)降低材料輻照敏感元素含量、初始RTNDT和壽期內(nèi)堆芯段筒體材料受到的中子注量三個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)的5-6。與M310相比，華龍一號(hào)堆芯筒體內(nèi)徑增加，吊籃外表面與筒體內(nèi)外表間的水隙由245.1mm增加到295mm，降低了反響堆壓力容器內(nèi)外表快中子注量。同時(shí)華龍一號(hào)對(duì)堆芯區(qū)鍛件材料的Cu、P、S等輻照脆化敏感元素含量控制要求更嚴(yán)，同時(shí)提高堆芯段筒體鍛件以及相鄰焊縫金屬的韌性要求。比方：堆芯筒體鍛件的RTNDT要求，M310為RTNDT-

7、20，而華龍一號(hào)為RTNDT-23.3。2尺寸和重量增加。華龍一號(hào)堆芯燃料組件數(shù)量由155組增加到177組，堆芯筒體內(nèi)徑3989mm增加到4340mm，同時(shí)筒體壁厚由204mm增加至220mm，導(dǎo)致整體壓力容器的尺寸和重量都有一定的增加，同時(shí)主螺栓數(shù)量也由58顆增加到60顆。3堆內(nèi)測(cè)量方式改變。堆內(nèi)測(cè)量主要監(jiān)測(cè)堆芯溫度、堆芯中子注量率和壓力容器水位。M310機(jī)組的壓力容器底部有50組貫穿件，通過(guò)指套管的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行密封，用來(lái)測(cè)量中子注量率和水位，頂部有4組熱電偶管座。而華龍一號(hào)壓力容器取消底部貫穿件結(jié)構(gòu)，通過(guò)頂蓋上的12組堆內(nèi)測(cè)量貫穿件將探測(cè)元件引入堆內(nèi)，消除了因底封頭貫穿件發(fā)生泄漏導(dǎo)致冷卻劑

8、喪失事故和堆芯裸露的可能性。4堆頂支承方式的改變。M310機(jī)組頂蓋布置了3個(gè)吊耳和1個(gè)通風(fēng)罩支承組件，華龍一號(hào)的頂蓋取消通風(fēng)罩支承，設(shè)置12個(gè)堆頂結(jié)構(gòu)支承臺(tái)含3個(gè)吊耳，與一體化堆頂結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。2.2華龍一號(hào)RPV的制造流程和難點(diǎn)壓力容器的制造過(guò)程大概可以分為鍛件制造、鍛件內(nèi)壁堆焊和機(jī)加工、裝配組焊、精加工、總裝和水壓試驗(yàn)幾個(gè)主要步驟【7】，見(jiàn)圖1。鍛件制造主要包括冶煉、澆鑄、鍛造、熱處理、機(jī)加工和相應(yīng)的機(jī)械性能、無(wú)損檢測(cè)等工序。鍛件制造的重點(diǎn)是頂蓋、封頭、法蘭接管段、過(guò)渡段、堆芯筒體等鍛件的冶煉、鍛造和熱處理環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致鍛件的力學(xué)性能、化學(xué)成分和無(wú)損檢測(cè)難以滿足技術(shù)文件的要求。焊

9、接技術(shù)重點(diǎn)是窄間隙大厚度環(huán)焊縫焊接，進(jìn)出口接管與接管段馬鞍型焊縫焊接，筒體、封頭、密封面的大面積不銹鋼堆焊，接管與平安端的焊接，控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)密封殼、堆芯測(cè)量管座等貫穿件焊接工作等。機(jī)加工技術(shù)重點(diǎn)是頂蓋和筒體密封面、密封槽的高精度加工，頂蓋管座孔的精密定位與加工，堆芯測(cè)量管座和主螺栓的深孔加工等。裝配工作重點(diǎn)是6個(gè)進(jìn)出口接管組焊前的裝配、61個(gè)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)密封殼和12個(gè)堆芯測(cè)量管座貫穿件的冷裝、水壓試驗(yàn)前后頂蓋與筒體的密封和解密封工作等。2.3制造階段的經(jīng)驗(yàn)反響對(duì)前期工程的制造階段的不符合項(xiàng)進(jìn)行梳理，將不符合項(xiàng)按制造環(huán)節(jié)和偏差類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定出制造階段反響堆壓力容器容易發(fā)生問(wèn)題的環(huán)節(jié)，

10、為做好質(zhì)量管控工作提供參考和指導(dǎo)。通過(guò)對(duì)福清4#機(jī)組的內(nèi)外部不符合項(xiàng)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，不符合項(xiàng)主要集中在原材料、鍛件制造和焊接等環(huán)節(jié)，見(jiàn)圖2。鍛件制造階段不符合項(xiàng)主要是鍛件的機(jī)械性能、無(wú)損檢測(cè)、外表質(zhì)量和尺寸不能滿足技術(shù)文件要求，一般通過(guò)返工或者報(bào)廢等方式處理，多為內(nèi)部不符合項(xiàng)。這個(gè)階段的不符合項(xiàng)通常發(fā)現(xiàn)較晚，報(bào)廢后重新投料會(huì)對(duì)設(shè)備工期產(chǎn)生較大的影響，需要關(guān)注法蘭接管段等關(guān)鍵鍛件的制造情況。焊接階段不符合項(xiàng)主要通過(guò)后續(xù)的PT、UT、MT等無(wú)損檢測(cè)工序來(lái)發(fā)現(xiàn)，焊接缺陷一般可以進(jìn)行返修，要防止焊接缺陷沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況發(fā)生。原材料缺陷也是構(gòu)成NCR的重要組成局部，主要包括外表質(zhì)量、尺寸超差、性能不合格

11、以及材料使用錯(cuò)誤等。常見(jiàn)的外表質(zhì)量缺陷包括主螺栓、主螺母磷化層的磕傷，CRDM密封殼外表磕傷，鍛件和堆焊層的外表磕傷等。機(jī)加工和裝配缺陷雖然數(shù)量較少，但一般不滿足圖紙的尺寸要求，多為外部不符合項(xiàng)，處理流程相對(duì)較長(zhǎng)。2.4同類工程的現(xiàn)場(chǎng)反響在前期工程中，反響堆壓力容器由于設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題影響現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度已屢次發(fā)生，主要集中在制造階段的焊縫缺陷未被檢出或者已檢出但是不滿足役前檢查標(biāo)準(zhǔn)。不完全統(tǒng)計(jì)主要包括接管與接管段馬鞍焊縫超標(biāo)缺陷2次、接管與平安端焊縫超過(guò)役前檢查標(biāo)準(zhǔn)缺陷2次和堆芯筒體與過(guò)渡段堆焊層超標(biāo)缺陷1次。缺陷的發(fā)現(xiàn)反映了壓力容器等主設(shè)備質(zhì)量控制和驗(yàn)收存在漏洞，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)缺陷的處理由于受制于空間狹窄、

12、機(jī)器設(shè)備和熱處理?xiàng)l件限制等，處理難度大。如果在制造階段能加強(qiáng)控制，提前發(fā)現(xiàn)，及時(shí)地對(duì)缺陷開(kāi)展修復(fù)和處理，就能有效消除對(duì)工程進(jìn)度和機(jī)組后續(xù)運(yùn)行影響。3業(yè)主質(zhì)量管控的策略在EPC總承包模式下，業(yè)主應(yīng)該定位于檢查監(jiān)督和關(guān)鍵點(diǎn)把關(guān)上，以充分發(fā)揮EPC總承包商的作用和能力，并保證由其承擔(dān)質(zhì)量責(zé)任。結(jié)合福清核電的實(shí)踐，提出了加強(qiáng)總包方的監(jiān)督管理，關(guān)鍵工序開(kāi)展業(yè)主方直接的質(zhì)量控制，充分利用生產(chǎn)人員的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和在出廠前開(kāi)展出廠前第三方設(shè)備無(wú)損檢測(cè)的管控策略。3.1總包方的質(zhì)量監(jiān)督管理業(yè)主方通過(guò)對(duì)質(zhì)量方案進(jìn)行審查，對(duì)質(zhì)量方案的完整性和正確性進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)檢查總包方和制造廠是否設(shè)置了合理和充分的見(jiàn)證點(diǎn)。通過(guò)監(jiān)督總

13、包方的對(duì)審查意見(jiàn)落實(shí)，確?？偘綄?duì)制造階段的質(zhì)量控制全覆蓋。另外業(yè)主方應(yīng)對(duì)監(jiān)造人員資格進(jìn)行檢查，確保具備相應(yīng)的資質(zhì)、能力和經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)對(duì)于監(jiān)造有效性情況，業(yè)主可以在協(xié)調(diào)會(huì)、見(jiàn)證點(diǎn)檢查和監(jiān)督巡查期間，對(duì)監(jiān)造人員工作進(jìn)行檢查和監(jiān)督，確保設(shè)備監(jiān)造工作處于受控狀態(tài)。3.2關(guān)鍵工序的業(yè)主方質(zhì)量控制EPC模式?jīng)Q定了業(yè)主不可能對(duì)設(shè)備制造進(jìn)行全過(guò)程的質(zhì)量控制，業(yè)主應(yīng)選擇一些重要的、能夠充分表達(dá)設(shè)備整體制造質(zhì)量的節(jié)點(diǎn)作為見(jiàn)證點(diǎn)和停工待檢點(diǎn)，對(duì)關(guān)鍵工序有選擇性地開(kāi)展直接的質(zhì)量控制。通過(guò)對(duì)華龍一號(hào)反響堆壓力容器制造重點(diǎn)以及前期工程制造和現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)反響進(jìn)行分析，確定了反響堆壓力容器的質(zhì)量控制要點(diǎn)。對(duì)于上述關(guān)鍵工序，業(yè)主

14、按質(zhì)量方案出席見(jiàn)證點(diǎn)，并編制見(jiàn)證報(bào)告。在見(jiàn)證過(guò)程中，除了出席規(guī)定的見(jiàn)證點(diǎn)外，還要利用時(shí)機(jī)對(duì)前期制造過(guò)程中的質(zhì)量文件進(jìn)行監(jiān)督檢查，檢查的內(nèi)容主要是制造過(guò)程中的不符合項(xiàng)報(bào)告、處理和糾正行動(dòng)，歷史文件的完整性和有效性，供應(yīng)商的監(jiān)督體系等。在檢查過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)有不符合要求的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)編制有關(guān)報(bào)告，并跟蹤其糾正行動(dòng)。3.3業(yè)主生產(chǎn)部門(mén)參與特殊環(huán)節(jié)控制局部質(zhì)量方案審查、不符合項(xiàng)處理、重要見(jiàn)證點(diǎn)的見(jiàn)證等環(huán)節(jié)涉及到專業(yè)技術(shù)，需要有相關(guān)的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比方：無(wú)損檢測(cè)工序就有資質(zhì)要求。對(duì)于質(zhì)量控制人員，如果缺乏相關(guān)的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)，很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)造成管理的屏障失效。在工程前期工作階段，通常由設(shè)備采購(gòu)人員

15、進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)和取證，這雖然解決資質(zhì)問(wèn)題，但是沒(méi)有解決實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題。在業(yè)主生產(chǎn)部門(mén)組建后，在焊接、無(wú)損檢測(cè)等相關(guān)技術(shù)專業(yè)會(huì)有專業(yè)人力資源配置，充分利用和發(fā)揮生產(chǎn)部門(mén)的人力資源優(yōu)勢(shì)，由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)關(guān)鍵專業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，充分保障了管理屏障的有效性，有效降低了設(shè)備質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。3.4設(shè)備出廠前第三方無(wú)損檢測(cè)針對(duì)前期工程的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)反響，為了防止役前檢查階段發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷處理困難情況發(fā)生，在關(guān)鍵設(shè)備制造和性能試驗(yàn)完成后，委托第三方檢查機(jī)構(gòu)在制造廠對(duì)可到達(dá)部位按照役前檢查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面檢查，消除質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)隱患。如果發(fā)生缺陷，可以及時(shí)利用制造廠的設(shè)備和技術(shù)資源，及時(shí)進(jìn)行處理，從而更好地保障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度和核平安。除了目視

16、檢查工程和平安端與主管道焊縫等現(xiàn)場(chǎng)焊縫外，華龍一號(hào)RPV的出廠前檢查工程與役前檢查根本相同，涵蓋了內(nèi)外表堆焊層、環(huán)焊縫、馬鞍形焊縫和平安端異種金屬焊縫等。同時(shí)檢測(cè)條件、檢測(cè)方式和接近方式也與役前檢查一致，比方：對(duì)于內(nèi)外表堆焊層，均是采取水下自動(dòng)UT沉著器內(nèi)外表進(jìn)行檢查。出廠前第三方檢查的工程情況見(jiàn)表3。4結(jié)論華龍一號(hào)首臺(tái)福清5#機(jī)組RPV自鍛件投料以來(lái)，設(shè)備整體制造質(zhì)量和進(jìn)度受控。實(shí)踐證明，業(yè)主方抓住質(zhì)量控制的要點(diǎn)，通過(guò)有效管控策略，可以確保質(zhì)量目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。如何進(jìn)一步做好相關(guān)工作，仍有以下一些方面需要改進(jìn)。1根本原因分析工具和防人因工具的應(yīng)用。目前在設(shè)備制造領(lǐng)域，相關(guān)工具的使用還不夠普遍。通過(guò)推廣這些工具的使用，發(fā)現(xiàn)根本原因并且降低人因失誤頻率，減少質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。2出廠前的第三方檢查工程的優(yōu)化。目前華龍一號(hào)的檢查工程相比照較全面，在設(shè)備進(jìn)度緊張的情況下可能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工程進(jìn)度造成影響，后續(xù)可以從制造及檢查難度、制造過(guò)程缺陷數(shù)據(jù)、役前檢查經(jīng)驗(yàn)反響等方面進(jìn)行優(yōu)化，有重點(diǎn)、有針對(duì)性地開(kāi)展抽查工作。參考文獻(xiàn)【1】袁旭光.桃花江核電工程管理模式的改進(jìn)研究D.湖南大學(xué)，2021.【2】王晶.EPC模式下在建核電工程設(shè)備質(zhì)量管理研究J.華東電力，20218：1702-1706.