郝建　王文波

【摘 要】浙江三門核電是全球首座AP1000核電站，一期工程正在建設(shè)兩臺容量125萬千瓦機組，是我國第三代核電引進消化吸收再創(chuàng)新的依托項目。三門現(xiàn)場項目管理機構(gòu)（SPMO）始終堅持制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新的理念，著力打造我國未來核電建設(shè)的樣板工程。在1#機組的安裝實踐過程中，出現(xiàn)了一些質(zhì)量案例，部分還涉及到重要的核級物項，其中有設(shè)計的原因，也有施工技術(shù)質(zhì)量管理的原因。依托項目的焊接質(zhì)量管理經(jīng)驗存在不足，迫切需要開展標準化管理研究。本文通過焊接質(zhì)量標準化管理研究專項小組的工程實踐，從焊接質(zhì)量管理要素標準化管理、焊接技術(shù)準備標準化管理、核島安裝物項焊接質(zhì)量管理實踐范例等方面進行探索，形成了焊接質(zhì)量管理標準化技術(shù)成果，并成功運用于三門核電依托項目2#機組及海陽核電依托項目，實現(xiàn)了公司建立AP1000核電項目焊接質(zhì)量管理樣板工程的目標。

【關(guān)鍵詞】AP1000核電站；焊接質(zhì)量管理；標準化

1 工程概況

浙江三門核電是全球首座AP1000核電站，一期工程正在建設(shè)兩臺容量125萬千瓦機組，是我國第三代核電引進消化吸收再創(chuàng)新的依托項目。三門現(xiàn)場管理機構(gòu)（SPMO）始終堅持制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新的理念，著力打造我國未來核電建設(shè)的樣板工程。

2012年，工程建設(shè)于進入核島安裝高峰期，大量的核級設(shè)備、重要結(jié)構(gòu)需要安裝焊接，現(xiàn)有焊接質(zhì)量管理模式已無法滿足現(xiàn)場要求，SPMO焊接專業(yè)質(zhì)量管理小組決定成立專項小組，對焊接質(zhì)量管理模式進行探索和創(chuàng)新。

1.1 工程建設(shè)需要

隨著三門核電一期工程建設(shè)進入安裝工程的高峰期，大量的核級設(shè)備、重要結(jié)構(gòu)和大宗材料需要安裝焊接，現(xiàn)有的焊接質(zhì)量管理模式無法滿足現(xiàn)場要求。

1.2 公司發(fā)展目標

三門核電是全球首座三代核電技術(shù)AP1000堆型電站，肩負著我國引進消化吸收第三代核電技術(shù)的歷史使命。三門項目始終堅持制度創(chuàng)新、科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，力求成為我國未來核電發(fā)展的樣板工程。

1.3 新技術(shù)現(xiàn)狀

AP1000核電站的設(shè)計采用美國標準體系，其中規(guī)范和標準種類眾多，數(shù)量巨大。而焊接作為電廠建造過程中最重要的施工方法之一，涵蓋土建、結(jié)構(gòu)、模塊、管道、設(shè)備等各個專業(yè)，涉及的美標規(guī)范和標準較多。同時，美標規(guī)范與國標之間存在明顯差異，無論是管理人員，還是具體施工人員都需要重新了解和熟悉。

1.4 管理模式優(yōu)化和創(chuàng)新

焊接質(zhì)量管理是AP1000核電技術(shù)實踐過程中重要的管理板塊，需要探索符合“規(guī)范化、標準化、程序化、專業(yè)化”要求的管理方法和模式。對焊接技術(shù)而言，雖然規(guī)范和設(shè)計要求，依據(jù)專業(yè)和物項質(zhì)量等級，內(nèi)容廣，差異大，但從焊接相關(guān)的工序和控制要素的分類來看，基本一致，能夠開展標準化管理工作，提高管理質(zhì)量與效率。

2 依托項目1#機組焊接質(zhì)量管理存在的不足

2.1 物項開工前的技術(shù)準備階段存在不足

在AP1000設(shè)計文件中，對焊接技術(shù)要求，沒有統(tǒng)一和獨立的技術(shù)規(guī)格書；所有焊接和無損檢測要求分布在設(shè)備、管道、鋼結(jié)構(gòu)、模塊、通風(fēng)等專業(yè)的規(guī)格書和圖紙中，有的規(guī)格書或圖紙間接引用到美標規(guī)范條款；因此AP1000設(shè)計文件焊接技術(shù)要求具有分散性以及頻繁間接引用美標規(guī)范的特點。

在施工物項開工前的技術(shù)準備階段，由于設(shè)計文件的焊接技術(shù)要求零散，各單位焊接工程師對美標規(guī)范的熟悉程度有限，以及可能對規(guī)范條款的理解存在偏差，在編制專項施工方案、特措或工作程序時，出現(xiàn)施工技術(shù)文件不滿足設(shè)計文件或規(guī)范要求的情況，導(dǎo)致后續(xù)現(xiàn)場物項安裝焊接施工完成后，焊接或NDE質(zhì)量不滿足設(shè)計或規(guī)范要求，產(chǎn)生不符合項，并且返工或返修的難度十分大，可能對工程進度或成本造成巨大影響。

2.2 設(shè)計變更易引起物項安裝焊接技術(shù)要求遺漏或誤用

由于AP1000三代核電技術(shù)是從美國西屋公司引進，首堆工程施工建設(shè)中不斷的消化、吸收過程中，設(shè)計沒有固化，設(shè)計變更頻繁，造成焊接技術(shù)質(zhì)量管理工作量大、難度大，易發(fā)生設(shè)計要求遺漏或誤解。

2.3 人力資源配置對焊接質(zhì)量管理的影響

AP1000現(xiàn)場項目管理機構(gòu)（SPMO）及承包商焊接專業(yè)共配置了20～30名工程師，SPMO QC部配置了7～9名專業(yè)工程師，以初次參加工作的應(yīng)屆畢業(yè)生為主，部分有工作經(jīng)驗的工程師也是接觸美標規(guī)范較少，應(yīng)屆畢業(yè)生缺乏工作經(jīng)驗，有經(jīng)驗的工程師需要在實踐中加深對美標的理解。如果沒有標準化的焊接質(zhì)量管理模式，僅依靠工程師個人能力和經(jīng)驗工作，會直接影響工程焊接管理質(zhì)量。

2.4 工作效率不高

處理技術(shù)問題時，對于同一專業(yè)或部件的焊接要求，不同工程師往往需要各自搜索一遍，浪費大量時間和精力，工作效率不高。

2.5 現(xiàn)有的焊接質(zhì)量管理缺乏科學(xué)性和系統(tǒng)性

現(xiàn)有焊接質(zhì)量管理方法屬于“分散式管理”，缺乏科學(xué)性和系統(tǒng)性，往往出現(xiàn)問題后才反過來研究焊接技術(shù)要求的細節(jié)，導(dǎo)致日常工作常常處于被動狀態(tài)，不利于及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計信息缺失或錯誤，在焊接技術(shù)質(zhì)量管理和現(xiàn)場技術(shù)支持過程中，存在質(zhì)量風(fēng)險和隱患。

3 依托項目焊接質(zhì)量管理標準化研究的方向

3.1 標準化管理目標

探索系統(tǒng)化、標準化的焊接技術(shù)質(zhì)量管理方法，解決現(xiàn)有焊接質(zhì)量管理存在的不足，提高工程公司現(xiàn)場項目管理機構(gòu)的焊接質(zhì)量管理水平，增強專業(yè)工程師管理能力，從源頭上消除質(zhì)量風(fēng)險和隱患。

3.2 標準化管理研究的方向

3.2.1 工作思路及方法的改進

1）主動解決問題

為使三門AP1000依托項目核電工程焊接質(zhì)量管理具有科學(xué)性和系統(tǒng)性，應(yīng)擯棄前期“走一步看一步”的工作方法，特別應(yīng)重視物項開工前的技術(shù)準備，編制或?qū)徍藢ｍ検┕し桨浮⑻卮牖蚬ぷ鞒绦驎r，應(yīng)具有前瞻性，充分考慮現(xiàn)場應(yīng)如何滿足設(shè)計規(guī)格書、圖紙及規(guī)范的要求的同時，主動分析可能出現(xiàn)的質(zhì)量風(fēng)險，并在技術(shù)準備文件中考慮相應(yīng)的預(yù)防及控制措施，避免出現(xiàn)由于設(shè)計原因或現(xiàn)場空間結(jié)構(gòu)受限，而導(dǎo)致施工完成后產(chǎn)品質(zhì)量無法滿足設(shè)計要求的情況。

2）建立技術(shù)要求網(wǎng)絡(luò)

針對不同專業(yè)、不同物項，分類整理焊接技術(shù)要求，形成通用和專用相結(jié)合的技術(shù)要求網(wǎng)絡(luò)，同時有預(yù)見性地在技術(shù)要求網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)設(shè)計不當、設(shè)計錯誤或信息不明確之處，提前發(fā)出技術(shù)澄清單或現(xiàn)場溝通解決。建立技術(shù)要求網(wǎng)絡(luò)需要以下步驟：

（1）明確焊接技術(shù)管理范圍；

（2）建立標準化的技術(shù)管理步驟；

（3）建立標準化的文件處理和記錄制度；

（4）建立標準化的技術(shù)準備制度。

3）系統(tǒng)化整理和跟蹤設(shè)計信息

在技術(shù)準備的基礎(chǔ)上，與其他專業(yè)工程師密切合作，全面跟蹤設(shè)計信息；

在文件處理方面，小組成員在執(zhí)行部門相關(guān)程序的基礎(chǔ)上，制定了跟蹤和記錄制度，方便每個組員進行實時更新。

3.2.2 梳理設(shè)計文件， 形成標準化管理手冊

在前述工作的基礎(chǔ)上，三門項目現(xiàn)場管理機構(gòu)（SPMO）焊接專業(yè)質(zhì)量管理標準化研究專項小組向公司申請科研項目《AP1000核島焊接質(zhì)量管理手冊》立項，編制了《科研項目申請書》《科研項目任務(wù)書》及《編制大綱》，按照任務(wù)書和編制大綱的要求開展設(shè)計文件梳理并逐步形成技術(shù)成果。

3.2.3 通過標準化管理保障專業(yè)工程師的能力，杜絕焊接技術(shù)要求遺漏或誤解的質(zhì)量事件。

4 依托項目焊接質(zhì)量管理標準化探索

4.1 核電焊接工程焊接質(zhì)量管理要素標準化管理

分析核電焊接工程建設(shè)中必須遵循的基本管理性要求，以管理要素為重點，以各管理要素的流程為導(dǎo)向，編制標準化管理手冊，實現(xiàn)焊接質(zhì)量管理要素標準化管理。管理要素共分八要素，內(nèi)容包括：焊接材料、設(shè)備和器具、持證焊工、焊接工藝評定、焊接過程、焊后熱處理、焊接返修焊接數(shù)據(jù)庫的標準化管理。

4.2 技術(shù)要求梳理和技術(shù)準備標準化管理

在技術(shù)要求的梳理和技術(shù)準備方面，以標準化為目的，小組成員依次完成了以下工作：

1）焊接通用關(guān)鍵施工步驟的確定，明確了施工過程中，哪些是步驟會影響最終焊接質(zhì)量，需要明確設(shè)計要求，并進行重點跟蹤；

2）研究多個常用的美標規(guī)范，對每一個關(guān)鍵施工步驟，將不同規(guī)范中的具體要求，按統(tǒng)一格式進行匯總和整理，形成了標準化的規(guī)范技術(shù)要求成果。

3）查閱了各個專業(yè)通用技術(shù)規(guī)格書，對焊接及檢驗相關(guān)的每一個關(guān)鍵施工步驟，將其中的設(shè)計技術(shù)要求，特別是除了規(guī)范要求之外的特殊要求，也按統(tǒng)一格式進行匯總和整理，形成了標準化的設(shè)計技術(shù)要求成果；

4）對于重要的物項，如主設(shè)備支撐、主管道、重要核級管線等，技術(shù)準備有必要詳細到具體的焊縫，力求精確。

4.3 核島安裝物項的焊接質(zhì)量管理要點總結(jié)和經(jīng)驗反饋，為后續(xù)項目標準化管理提供實踐范例：

涉及焊接質(zhì)量管理的核島安裝物項大致包括16類：主管道及波動管安裝焊接、管道預(yù)制安裝焊接、主設(shè)備及支撐安裝焊接、鋼制安全殼拼裝焊接、鋼穹頂拼裝焊接、結(jié)構(gòu)模塊拼裝焊接、機械模塊安裝焊接、箱罐拼裝焊接、鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝焊接、風(fēng)管預(yù)制安裝焊接、乏燃料池系統(tǒng)閘門MY06安裝焊接、燃料運輸通道安裝焊接、鼓泡器安裝焊接、MY30反應(yīng)堆永久腔室密封環(huán)安裝焊接、電氣導(dǎo)管及支架預(yù)制安裝焊接、儀表管安裝焊接。

標準化研究小組針對具體的核島安裝物項，專題介紹了大量新的焊接技術(shù)的應(yīng)用及其質(zhì)量管控，對其逐一進行了技術(shù)質(zhì)量管理總結(jié)和經(jīng)驗反饋。

5 依托項目焊接質(zhì)量管理標準化研究成果

5.1 重要核級物項標準化焊接管理指南

5.1.1 大型結(jié)構(gòu)模塊標準化焊接管理指南

AP1000核電站的施工特點是“模塊化建造”?！澳K”是指由若干型材和/或機械部件組合制造而成的整體單元，。采用了模塊化建造技術(shù)，其主要過程是將便于運輸?shù)淖咏M件在預(yù)制廠加工制造，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，進行整體組裝，最后吊裝就位。由于整個模塊的預(yù)制、拼裝以及就位，與核島其他施工平行開展，優(yōu)化了施工邏輯，實行土建和安裝并行施工大大縮短了工期；同時，大量復(fù)雜結(jié)構(gòu)件和物項，如內(nèi)部設(shè)備、管道、風(fēng)管等，在制造過程中已同步安裝，吊裝就位時以整體形式一次完成，大大減少了核島內(nèi)部，特別是受限空間的施工量，降低了施工難度，進一步縮短了工期和整體成本，同時，在預(yù)制廠的工作，改善了施工環(huán)境，提高了工程質(zhì)量。

三代核電自主化依托項目AP1000示范工程中大型的結(jié)構(gòu)模塊主要有CA01、CA02、CA03、CA04、CA20、CB20等。本指南主要對三代核電的三門AP1000核電建設(shè)現(xiàn)場大型結(jié)構(gòu)模塊的整個焊接過程進行總結(jié)，為后續(xù)AP1000核電堆型的標準化焊接管理提供參考和借鑒。

5.1.2 鋼制安全殼標準化焊接管理指南

AP1000 鋼制安全殼是是獨立式的帶上下橢圓封頭的圓柱形鋼制容器，按照ASME 規(guī)范對金屬安全殼的準則制造，是安全殼系統(tǒng)的主要部分。在事故工況下它可以限制裂變產(chǎn)物的釋放，它為PCS （非能動安全殼冷卻系統(tǒng)）的運行提供換熱表面，此外它還支撐PCS 的空氣導(dǎo)流板，這構(gòu)成了與安全相關(guān)的最終熱阱。在發(fā)生LOCA（失水事故），蒸汽管道破裂，給水管道破裂后，安全殼內(nèi)置換料水箱（IRWST）由于非能動余熱排出子系統(tǒng)或自動卸壓系統(tǒng)起動而引起水分蒸發(fā)時，PCS 可將熱量從安全殼大氣中移出。本成果中的鋼制安全殼（CV） 包括安全殼本體及環(huán)形加強筋、吊環(huán)梁、設(shè)備閘門、人員閘門、貫穿件組件和附件板，本成果通過對安全殼焊接過程的詳細描述和焊接技術(shù)進行總結(jié)，為后續(xù)項目的容器標準化焊接管理提供參考和借鑒。

5.1.3 主管道標準化焊接管理指南

AP1000是全球首堆，主管道的焊接質(zhì)量管理無成功經(jīng)驗可以借鑒，主管道的焊接質(zhì)量管理與控制存在極大挑戰(zhàn)。嚴格執(zhí)行工藝規(guī)程參數(shù)和模擬驗證的技術(shù)工藝措施，是成功實現(xiàn)U型坡口單面焊雙面成型窄間隙自動焊接的保障。目前主管道在各單位的密切配合下已圓滿完成安裝焊接工作，焊縫質(zhì)量良好，RT一次檢測合格率100%，達到設(shè)計預(yù)期的質(zhì)量目標。

本指南論述了主管道焊接施工各階段控制要點，重點闡述焊接施工過程質(zhì)量控制，提出了檢查要求與控制措施。實踐證明通過精心的施工前準備以及嚴格的過程控制，是能夠確保主管道的焊接質(zhì)量滿足設(shè)計要求，為后續(xù)AP1000項目主管道的焊接質(zhì)量控制的標準化提供經(jīng)驗。

5.2 《AP1000核島焊接質(zhì)量管理手冊》

三門AP1000核電站一號機組從開工建造伊始，就被賦予了諸多專有名詞、特殊光環(huán)及使命：世界首堆、中美最大能源合作項目、非能動、模塊化建造、國內(nèi)首個第三代先進壓水堆等等，這注定了在AP1000工程的推進過程中，將會面臨著諸多已知的、未知的技術(shù)上、管理上的困難和艱辛。

焊接，作為一項專業(yè)性極強、技術(shù)性極高的作業(yè)類別，也必將經(jīng)歷一系列的坎坷和挑戰(zhàn)。特別是AP1000首堆的焊接工作，面臨著大量國內(nèi)乃至國際新工藝及新技術(shù)的挑戰(zhàn)。

整過建造焊接過程，若不經(jīng)過系統(tǒng)性的研究、消化及實踐，將無法實現(xiàn)成果固化及創(chuàng)新，也無法提升工程公司整體的EPC焊接管理及技術(shù)水平，加上焊接質(zhì)量管理存在不足，迫切需要開展管理標準化研究。為此，編制本手冊的使命即應(yīng)運而生。

本手冊從立項到通過公司專家最終評審，耗時兩年多，其研究主要是基于三門AP1000依托項目的理論及實踐，同時也參考了海陽依托項目的部分實踐成果。

本手冊分上下兩個分篇，內(nèi)容各有側(cè)重，其中：

第一分篇主要從焊接質(zhì)量規(guī)范化管理的角度，以“圖文并茂”形式展現(xiàn)規(guī)范化管理，以達到核電現(xiàn)場焊接管理工作的規(guī)范化、標準化。面向核電焊接工作相關(guān)的管理、技術(shù)人員，推行在核電焊接工程中必須遵循的基本管理性要求，以管理要素為重點，以各管理要素的流程為導(dǎo)向。共分八章，內(nèi)容包括：焊接材料標準化管理、焊接設(shè)備和器具標準化管理、持證焊工標準化管理、焊接工藝評定標準化管理、焊接過程標準化管理、焊后熱處理標準化管理、焊接返修標準化管理和焊接數(shù)據(jù)庫標準化管理等。

需要說明的是，由于各參建單位的內(nèi)部管理形式的不同，本手冊所引用的各種表格為推薦性的，但具體的管理要求是強制性的。

第二分篇以質(zhì)量控制要素和經(jīng)驗反饋為重點，輔助現(xiàn)場施工方案及執(zhí)行依據(jù)，從焊接質(zhì)量控制的角度對現(xiàn)場AP1000涉及的（主）管道、主設(shè)備及支撐、CV、鋼穹頂、模塊、燃料通道以及乏燃料池水閘門等物項從技術(shù)依據(jù)、施工方案、施工順序、質(zhì)量控制風(fēng)險工序、質(zhì)量控制技術(shù)要求以及典型案例等方面進行描述。為提升其經(jīng)驗反饋價值，尤其對現(xiàn)場施工過程中出現(xiàn)的設(shè)計變更、質(zhì)量問題以及現(xiàn)場解決措施進行了重點描述。

6 依托項目焊接質(zhì)量管理標準化應(yīng)用

研究成果內(nèi)容基本包括了現(xiàn)階段AP1000首堆施工過程中的所有問題及經(jīng)驗反饋，為后續(xù)AP1000焊接質(zhì)量控制工作的開展提供了重要參照和索引。

成果編寫主要基于依托項目1號核島的施工活動，初稿編寫過程中，已對2號機組進行了良好應(yīng)用。

研究成果應(yīng)用于現(xiàn)場項目管理機構(gòu)（SPMO）新入職的焊接及NDE相關(guān)工程師授權(quán)培訓(xùn)，對新員工在較短時間內(nèi)系統(tǒng)地熟悉和借鑒設(shè)計要求、規(guī)范要求及現(xiàn)場經(jīng)驗反饋起到至關(guān)重要的作用，顯示出良好效果。

【參考文獻】

[1]林誠格.非能動安全先進核電廠AP1000 原子能出版社[J].2008，8.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]