核电站设备监造的实践与建议

核电站设备监造的实践与建议PracticeandSuggestionofNuclearPowerEquipmentSupervision谢世球（上海核工程研究设计院，上海，200233）摘要论述了核电设备监造的必要性、监造与QC和QA的关系以及监造的工作内容，同时阐明了从核电设备监造过渡到核电工程设备监理的必然趋势以及成立专门的核电设备监造队伍和核电工程设备监理机构的必要性。关键词核电设备监理监造AbstractThenecessityofsupervisionfornuclearpowerequipmentmanufacturinganditspositioninQCandQAaswellasrelatedcontentsarediscussedinthispaper.Atthesametimeitisinexorabletrendthatthesupervisionforequipmentmanufacturingisdevelopedintothesupervisionfornuclearpowerengineeringequipments,whichisillustratedinthepaper.Anecessityofestablishingspecialsupervisionteamandsupervisionorganizationfornuclearpowerequipmentisstatedinpaperalso.KeywordsNuclearpowerequipmentSupervisionSupervisionformanufacture1核电设备监造的必要性工程建设项目必须有专门的有资格的监理公司进行监理。然而，作为核电站建设重要组成部分的核电站设备究竟怎样监理，至今没有明确的规定。但是，通过十几年核电建设的实践，大家都已认识到，对于那些与核安全有关的复杂的重要的核电设备必须进行监造，并且积累了大量的经验[1]。监造与监理的差别是什么呢？通常，工程设备监理覆盖设备的设计、采购、制造、安装调试和试运行五个阶段，进行质量管理、时间管理、成本管理、合同管理和信息管理。监造仅指设备制造阶段的质量管理和时间、成本、合同、信息的管理，是监理中的一部分内容，即监理包含监造。鉴于目前核电工程设备尚未实施监理而只有监造的现实情况，本文仅就核电工程设备的监造及相关问题展开论述。压水堆核电站大约有60项左右的关键设备属于应监造的范围，其中包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、主管道、稳压器、堆内构件、控制棒驱动机构、环吊、核燃料装卸料机和燃料组件等。由于各核电站设备供货商和制造厂的管理水平和质量保证体系运转状况不尽相同，因此监造的要求也不尽相同。重大核电设备必须监造主要是由其本身的下述特点决定的：（1）安全性核电设备，特别是充当核安全屏障的重大设备一旦失效，造成核泄漏事故，其危害和影响将是非常巨大的，经济上的损失也将是十分严重的。（2）可更换或很难更换有些核电设备，如反应堆压力容器，在整个核电站服役期间（40年或更长）不能更换，也很难维修。有些核电设备，例如蒸汽发生器、堆内构件等，虽然可以更换，但更换引起的停堆、放射性处理等一系列问题将引起巨额的经济损失。设备在制造过程中会发生一些缺陷。这些缺陷对常规电站等设施也是隐患，但通常可在服役期间比较方便地维修或更换。而对核电站，不可维修、不可更换或很难更换的重大设备如果存在缺陷将会是致命的和不能容忍的。（3）制造周期长许多重大核电设备是非标设备，单件生产，且生产周期长，例如反应堆压力容器、蒸汽发生器等都在3年以上。如果在制造中、后期发生或发现重大质量缺陷，产生颠覆性问题，那么，即使想不计成本重新制造也为时已晚，不可避免地对核电站的建设进度和质量产生严重影响。正是由于上述这些特点，业主应特别关注设备的质量控制，进行各种形式的监造。因为万一产生差错，损失最大的还是业主。避免质量缺陷，及早地发现和处理质量问题，这就是设备监造的首要任务。2设备监造与QC和QA的关系HAD003/03《核电厂物项和服务采购中的质量保证》的第2章“采购计划的制订”中规定，采购计划必须包括“由买方进行的验证活动”。第7章“买方的验证活动”中规定了源地验证、收货检查和服务验证三种验证方法。其中，“由买方指定的代表履行的源地验证”就是通常讲的设备制造监督，简称“监造”。在设备制造过程中的质量控制和质量验证通常包含3个层面的工作。首先是设备制造厂的质检部门按设计图纸和相关技术文件的规定，对设备物项进行检查与试验并形成记录或报告，判定设备物项是否符合规定的质量要求，通常称为QC，这是第一层面的控制。另一方面，厂质保部门和买方质保部门按HAD003/05《核电厂质量保证监查》和相应的质保大纲规定，对设备物项制造部门进行定期的内、外部质保监查，进行文件方面的验证，以确定“质量保证大纲的执行情况、有效性以及各种与质量保证有关的工作是否遵循质量保证大纲”，这是在质保体系和管理层面上的控制，主要是文件的验证。设备监造介于上述两个控制层面之间。通过监造，业主代表首先对制造厂的QC实施监督、验证。检查点和检查验证内容视设备的重要性、复杂性以及制造工艺的复杂程度和成熟程度而定。质量计划中规定了检查点（见证点——W，停工待检点——H）的频度和检查内容。质量计划必须由供需双方批准才生效。不仅在QC层面，业主代表还在质保监查层面上对人员资格、工艺评定的有效性和合法性、文件的有效性等内容进行检查与验证。但是，这种检查与验证仅涉及与所监造设备在各监造点有关的内容，一般不涉及整个质保体系的监查。综上所述，业主代表的源地验证（设备监造）在设备制造质量控制的过程中是QC和QA的联接与综合，是核电设备质量控制中的一个重要环节，对核电设备的制造质量至关重要。3设备监造的实施核电设备监造应贯穿从材料采购到设备出厂验收的全过程。设备监造的主要工作包括如下方面。3.1监造准备设备监造准备应包括：（1）熟悉与被监造设备有关的法规、规范、标准、合同等资料文件；（2）熟悉被监造设备的图纸和相关技术条件；（3）熟悉被监造设备的加工、焊接、检查、试验、无损探伤等主要工艺方法及相应标准；（4）熟悉制造厂的质量保证（QA）大纲及相应的程序；（5）编制或熟悉有关设备监造的管理程序。在实际工程中，设备监造准备这一阶段经常有被忽略的倾向。一方面，业主对从设计院等单位借聘来参加设备监造的专家，认为其理所当然地能马上投入工作；另一方面，对那些年轻的技术人员，似乎能看图纸就能进行监造。其实这两方面都存在认识上的误区。核电设备监造有其自身的客观规律，即使是以前做过相似的设备监造工作的人员，由于被监造的设备不尽相同，设备制造工厂的工艺也各有差异，更何况有时设备供应商的国别不同，依据的制造规范、标准体系也不相同，因此，仍有一个学习、准备和适应的过程，培训是必需的。年轻的监造人员应充分地认识到，核电设备监造能否取得成功，经验和案例积累起着至关重要的作用，仅仅能看图纸是远远不够的。在这方面不乏有成功的经验和失败的例子。总之，无论是初次参与的监造人员还是有经验的专家，在投入监造前都应该进行培训，进行知识更新，掌握诸如材料、焊接、试验、检测、无损探伤等相关专业的知识和技能，经过考核并合格后方能上岗。培训和考核应作为监造准备的必不可少的部分。3.2质量计划认可设备制造厂应按HAD003/08《核电厂物项制造中的质量保证》的规定编制质量计划。监造代表对质量计划进行审核，选取W点和H点，并写出审核意见，按核电厂相应程序报有关领导认可批准。质量计划的确定和监造见证点的选取通常与监造模式相关。监造模式一般可分为驻厂监造、巡回监造和出厂验收监造。监造模式不仅与质量控制的程度相关，也与生产进度、生产成本、投入的监造人员的力量和监造成本相关。因此，业主在签订设备供货合同时对采取何种监造模式应有明确的意见。秦山一期反应堆压力容器在日本三菱重工神户造船所制造，合同中规定了监造的人月数，到见证点时监造人员方能进厂，在规定的场所、规定的工艺位置、规定的时间内进行见证。这实际上是一种巡回监造。田湾核电站的反应堆压力容器等设备在俄罗斯伊佐尔斯基工厂制造，中方虽是驻厂监造，但仍不能在见证点以外时间进入生产车间。俄方工厂与日方的差别是对见证点选取的数量不作严格的限制。在这样的背景下，我们在质量计划中选取了尽可能多的见证点。这就产生了另一个矛盾，即监造人力与见证点数量的矛盾。由于有很多设备同时监造，驻厂监造的人力与所选见证点的数量不相适应，造成同一时间见证点相互冲突，监造人员疲于奔命并不得不临时作出舍取，有时甚至产生差错，同时见证点改变手续也很烦琐，因此见证点不是选得越多越好。见证点的选取一定要量力而行，否则会适得其反。要合理、准确、经济地选取W点和H点，就一定要充分熟悉被监造的设备，熟悉关键制造工艺。如上所述，见证点的选取既关系制造进度、制造成本，也关系监造力量的投入，只有紧紧地控制住关键点，集中力量，才能既经济又可靠地保证设备的质量。3.3按监造设备编制监造导则监造导则按照质量计划对每一个见证点的内容进行细化，逐条写出检查见证的内容、检查方法及标准、验收准则和依据并尽可能量化。编制监造导则对于新建电站第一台机组的设备由于资料不全等原因可能较为困难，但对第二台机组或后续的一些相同设备完全可以做得很好，同时很有实际意义。编写监造导则的目的是使监造见证活动程序化、规范化，尽可能减少人因的影响。监造导则对缺乏经验的监造人员也是一份很好的教案，同时也使工作有据可依，有完整的监造记录。3.4驻厂监造业主代表驻厂监造的主要活动为：（1）对质量计划的控制点（W点、H点）进行见证，签署见证报告。（2）不符合项处理的管理程序，对不符合项处理进行跟踪，在二类以上不符项报告中签署业主意见。（3）参加制造厂有关工艺和技术修改的审查等。（4）定期或不定期地编制质量计划执行情况报告，及时反映制造过程中存在的问题以及对设备制造质量、交付进度、经费等可能产生的影响。这里特别要指出，不符合项处理是监造活动中经常发生而且影响深远的一项工作，正如通常所说的：“如果在制造过程中不会产生不符合项，那就不需要监造；如果有了不符合项，产品就可报废，那也不需要监造”。实际上，制造总会产生不符合项，而有了不符合项也不是都要报废，也不可能都报废。因此，怎样正确处理不符合项（包括认可工厂的处理方案）在某种程度上也反映了监造的水平。在这方面也有很多正、反面的案例。例如，田湾1号机组上部组件（顶盖）曾发生14个驱动机构管座顶端位置超差的不符合项，这在其它电站机组中，由于堆内构件与反应堆压力容器分别在两个工厂制造，到工地进行对中组装，这一不符合项将是非常严重的事件，但在俄罗斯工厂，堆内构件与反应堆压力容器在同一工厂制造并进行对中组装，因此在处理过程中既同意了工厂在后续对中组装中进行相应调整的方案（实际产品在最终对中组装后完全符合设计要求），又与工厂一起分析查找了该不符合项发生的真正原因——在加工基准转换时精度不够等因素，并制订了相应的改正措施，使第二台机组的驱动机构管座的位置度完全符合要求，没有不符合项。当然，在不符合项处理中也有值得总结的教训。例如，反应堆压力容器与支撑环组装配作业过程中曾发生局部间隙为9.5mm的不符合项（设计要求≥10mm），后经有关人员计算分析实际使用仅6.8mm左右即可，由于当时的监造人员对此项设计指标缺乏理解，这样一个不符合项处理持续了一个多月，对工厂生产进度造成很大影响。总之，核电站工程设备不符合项处理的真正难点在于在质量、安全、进度和成本中找到最佳平衡点，这不仅需要熟悉图纸、规范、标准，会计算分析，更需要有实践经验和案例的积累。3.5出厂验收出厂验收是按合同和规范书要求，对设备制造质量和应交付文件进行全面的最后检查、试验和清点。出厂验收应按验收大纲进行。验收包括：（1）硬件验收，包括有关的功能、性能试验和必要的动作演示，总体尺寸、接口尺寸和关键尺寸的复测，零部件和备品备件的检查和清点；（2）文件验收，按合同和验收大纲要求，清点交工资料文件，