工作文檔核電站設(shè)備監(jiān)造的實踐與建議

1、核電站設(shè)備監(jiān)造的實踐與建議Practice and Suggestion of Nuclear Power Equipment Supervision謝世球（上海核工程研究設(shè)計院，上海，200233）摘 要 論述了核電設(shè)備監(jiān)造的必要性、監(jiān)造與QC和QA的關(guān)系以及監(jiān)造的工作內(nèi)容，同時闡明了從核電設(shè)備監(jiān)造過渡到核電工程設(shè)備監(jiān)理的必然趨勢以及成立專門的核電設(shè)備監(jiān)造隊伍和核電工程設(shè)備監(jiān)理機(jī)構(gòu)的必要性。關(guān)鍵詞 核電設(shè)備 監(jiān)理 監(jiān)造 Abstract The necessity of supervision for nuclear power equipment manufacturing and its

2、 position in QC and QA as well as related contents are discussed in this paper. At the same time it is inexorable trend that the supervision for equipment manufacturing is developed into the supervision for nuclear power engineering equipments, which is illustrated in the paper. A necessity of estab

3、lishing special supervision team and supervision organization for nuclear power equipment is stated in paper also.Key words Nuclear power equipment Supervision Supervision for manufacture 1 核電設(shè)備監(jiān)造的必要性工程建設(shè)項目必須有專門的有資格的監(jiān)理公司進(jìn)行監(jiān)理。然而，作為核電站建設(shè)重要組成部分的核電站設(shè)備究竟怎樣監(jiān)理，至今沒有明確的規(guī)定。但是，通過十幾年核電建設(shè)的實踐，大家都已認(rèn)識到，對于那些與核安全有關(guān)的復(fù)

4、雜的重要的核電設(shè)備必須進(jìn)行監(jiān)造，并且積累了大量的經(jīng)驗1。監(jiān)造與監(jiān)理的差別是什么呢？通常，工程設(shè)備監(jiān)理覆蓋設(shè)備的設(shè)計、采購、制造、安裝調(diào)試和試運行五個階段，進(jìn)行質(zhì)量管理、時間管理、成本管理、合同管理和信息管理。監(jiān)造僅指設(shè)備制造階段的質(zhì)量管理和時間、成本、合同、信息的管理，是監(jiān)理中的一部分內(nèi)容，即監(jiān)理包含監(jiān)造。鑒于目前核電工程設(shè)備尚未實施監(jiān)理而只有監(jiān)造的現(xiàn)實情況，本文僅就核電工程設(shè)備的監(jiān)造及相關(guān)問題展開論述。壓水堆核電站大約有60項左右的關(guān)鍵設(shè)備屬于應(yīng)監(jiān)造的范圍，其中包括反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵、主管道、穩(wěn)壓器、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、環(huán)吊、核燃料裝卸料機(jī)和燃料組件等。由于各核電站設(shè)備供

5、貨商和制造廠的管理水平和質(zhì)量保證體系運轉(zhuǎn)狀況不盡相同，因此監(jiān)造的要求也不盡相同。重大核電設(shè)備必須監(jiān)造主要是由其本身的下述特點決定的：（1） 安全性核電設(shè)備，特別是充當(dāng)核安全屏障的重大設(shè)備一旦失效，造成核泄漏事故，其危害和影響將是非常巨大的，經(jīng)濟(jì)上的損失也將是十分嚴(yán)重的。（2） 可更換或很難更換有些核電設(shè)備，如反應(yīng)堆壓力容器，在整個核電站服役期間（40年或更長）不能更換，也很難維修。有些核電設(shè)備，例如蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件等，雖然可以更換，但更換引起的停堆、放射性處理等一系列問題將引起巨額的經(jīng)濟(jì)損失。設(shè)備在制造過程中會發(fā)生一些缺陷。這些缺陷對常規(guī)電站等設(shè)施也是隱患，但通常可在服役期間比較方便地維修

6、或更換。而對核電站，不可維修、不可更換或很難更換的重大設(shè)備如果存在缺陷將會是致命的和不能容忍的。（3） 制造周期長許多重大核電設(shè)備是非標(biāo)設(shè)備，單件生產(chǎn)，且生產(chǎn)周期長，例如反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器等都在3年以上。如果在制造中、后期發(fā)生或發(fā)現(xiàn)重大質(zhì)量缺陷，產(chǎn)生顛覆性問題，那么，即使想不計成本重新制造也為時已晚，不可避免地對核電站的建設(shè)進(jìn)度和質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。正是由于上述這些特點，業(yè)主應(yīng)特別關(guān)注設(shè)備的質(zhì)量控制，進(jìn)行各種形式的監(jiān)造。因為萬一產(chǎn)生差錯，損失最大的還是業(yè)主。避免質(zhì)量缺陷，及早地發(fā)現(xiàn)和處理質(zhì)量問題，這就是設(shè)備監(jiān)造的首要任務(wù)。2 設(shè)備監(jiān)造與QC和QA的關(guān)系HAD003/03核電廠物項和服務(wù)采

7、購中的質(zhì)量保證的第2章“采購計劃的制訂”中規(guī)定，采購計劃必須包括“由買方進(jìn)行的驗證活動”。第7章“買方的驗證活動”中規(guī)定了源地驗證、收貨檢查和服務(wù)驗證三種驗證方法。其中，“由買方指定的代表履行的源地驗證”就是通常講的設(shè)備制造監(jiān)督，簡稱“監(jiān)造”。在設(shè)備制造過程中的質(zhì)量控制和質(zhì)量驗證通常包含3個層面的工作。首先是設(shè)備制造廠的質(zhì)檢部門按設(shè)計圖紙和相關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定，對設(shè)備物項進(jìn)行檢查與試驗并形成記錄或報告，判定設(shè)備物項是否符合規(guī)定的質(zhì)量要求，通常稱為QC，這是第一層面的控制。另一方面，廠質(zhì)保部門和買方質(zhì)保部門按HAD003/05核電廠質(zhì)量保證監(jiān)查和相應(yīng)的質(zhì)保大綱規(guī)定，對設(shè)備物項制造部門進(jìn)行定期的內(nèi)、

8、外部質(zhì)保監(jiān)查，進(jìn)行文件方面的驗證，以確定“質(zhì)量保證大綱的執(zhí)行情況、有效性以及各種與質(zhì)量保證有關(guān)的工作是否遵循質(zhì)量保證大綱”，這是在質(zhì)保體系和管理層面上的控制，主要是文件的驗證。設(shè)備監(jiān)造介于上述兩個控制層面之間。通過監(jiān)造，業(yè)主代表首先對制造廠的QC實施監(jiān)督、驗證。檢查點和檢查驗證內(nèi)容視設(shè)備的重要性、復(fù)雜性以及制造工藝的復(fù)雜程度和成熟程度而定。質(zhì)量計劃中規(guī)定了檢查點（見證點W，停工待檢點H）的頻度和檢查內(nèi)容。質(zhì)量計劃必須由供需雙方批準(zhǔn)才生效。不僅在QC層面，業(yè)主代表還在質(zhì)保監(jiān)查層面上對人員資格、工藝評定的有效性和合法性、文件的有效性等內(nèi)容進(jìn)行檢查與驗證。但是，這種檢查與驗證僅涉及與所監(jiān)造設(shè)備在各監(jiān)

9、造點有關(guān)的內(nèi)容，一般不涉及整個質(zhì)保體系的監(jiān)查。綜上所述，業(yè)主代表的源地驗證（設(shè)備監(jiān)造）在設(shè)備制造質(zhì)量控制的過程中是QC和QA的聯(lián)接與綜合，是核電設(shè)備質(zhì)量控制中的一個重要環(huán)節(jié)，對核電設(shè)備的制造質(zhì)量至關(guān)重要。3 設(shè)備監(jiān)造的實施核電設(shè)備監(jiān)造應(yīng)貫穿從材料采購到設(shè)備出廠驗收的全過程。設(shè)備監(jiān)造的主要工作包括如下方面。3.1 監(jiān)造準(zhǔn)備設(shè)備監(jiān)造準(zhǔn)備應(yīng)包括：（1） 熟悉與被監(jiān)造設(shè)備有關(guān)的法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、合同等資料文件；（2） 熟悉被監(jiān)造設(shè)備的圖紙和相關(guān)技術(shù)條件；（3） 熟悉被監(jiān)造設(shè)備的加工、焊接、檢查、試驗、無損探傷等主要工藝方法及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；（4） 熟悉制造廠的質(zhì)量保證（QA）大綱及相應(yīng)的程序；（5） 編制或

10、熟悉有關(guān)設(shè)備監(jiān)造的管理程序。在實際工程中，設(shè)備監(jiān)造準(zhǔn)備這一階段經(jīng)常有被忽略的傾向。一方面，業(yè)主對從設(shè)計院等單位借聘來參加設(shè)備監(jiān)造的專家，認(rèn)為其理所當(dāng)然地能馬上投入工作；另一方面，對那些年輕的技術(shù)人員，似乎能看圖紙就能進(jìn)行監(jiān)造。其實這兩方面都存在認(rèn)識上的誤區(qū)。核電設(shè)備監(jiān)造有其自身的客觀規(guī)律，即使是以前做過相似的設(shè)備監(jiān)造工作的人員，由于被監(jiān)造的設(shè)備不盡相同，設(shè)備制造工廠的工藝也各有差異，更何況有時設(shè)備供應(yīng)商的國別不同，依據(jù)的制造規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系也不相同，因此，仍有一個學(xué)習(xí)、準(zhǔn)備和適應(yīng)的過程，培訓(xùn)是必需的。年輕的監(jiān)造人員應(yīng)充分地認(rèn)識到，核電設(shè)備監(jiān)造能否取得成功，經(jīng)驗和案例積累起著至關(guān)重要的作用，僅僅能

11、看圖紙是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在這方面不乏有成功的經(jīng)驗和失敗的例子?？傊?，無論是初次參與的監(jiān)造人員還是有經(jīng)驗的專家，在投入監(jiān)造前都應(yīng)該進(jìn)行培訓(xùn)，進(jìn)行知識更新，掌握諸如材料、焊接、試驗、檢測、無損探傷等相關(guān)專業(yè)的知識和技能，經(jīng)過考核并合格后方能上崗。培訓(xùn)和考核應(yīng)作為監(jiān)造準(zhǔn)備的必不可少的部分。3.2 質(zhì)量計劃認(rèn)可設(shè)備制造廠應(yīng)按HAD003/08核電廠物項制造中的質(zhì)量保證的規(guī)定編制質(zhì)量計劃。監(jiān)造代表對質(zhì)量計劃進(jìn)行審核，選取W點和H點，并寫出審核意見，按核電廠相應(yīng)程序報有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)可批準(zhǔn)。質(zhì)量計劃的確定和監(jiān)造見證點的選取通常與監(jiān)造模式相關(guān)。監(jiān)造模式一般可分為駐廠監(jiān)造、巡回監(jiān)造和出廠驗收監(jiān)造。監(jiān)造模式不僅與質(zhì)量控制

12、的程度相關(guān)，也與生產(chǎn)進(jìn)度、生產(chǎn)成本、投入的監(jiān)造人員的力量和監(jiān)造成本相關(guān)。因此，業(yè)主在簽訂設(shè)備供貨合同時對采取何種監(jiān)造模式應(yīng)有明確的意見。秦山一期反應(yīng)堆壓力容器在日本三菱重工神戶造船所制造，合同中規(guī)定了監(jiān)造的人月數(shù)，到見證點時監(jiān)造人員方能進(jìn)廠，在規(guī)定的場所、規(guī)定的工藝位置、規(guī)定的時間內(nèi)進(jìn)行見證。這實際上是一種巡回監(jiān)造。田灣核電站的反應(yīng)堆壓力容器等設(shè)備在俄羅斯伊佐爾斯基工廠制造，中方雖是駐廠監(jiān)造，但仍不能在見證點以外時間進(jìn)入生產(chǎn)車間。俄方工廠與日方的差別是對見證點選取的數(shù)量不作嚴(yán)格的限制。在這樣的背景下，我們在質(zhì)量計劃中選取了盡可能多的見證點。這就產(chǎn)生了另一個矛盾，即監(jiān)造人力與見證點數(shù)量的矛盾。由

13、于有很多設(shè)備同時監(jiān)造，駐廠監(jiān)造的人力與所選見證點的數(shù)量不相適應(yīng)，造成同一時間見證點相互沖突，監(jiān)造人員疲于奔命并不得不臨時作出舍取，有時甚至產(chǎn)生差錯，同時見證點改變手續(xù)也很煩瑣，因此見證點不是選得越多越好。見證點的選取一定要量力而行，否則會適得其反。要合理、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地選取W點和H點，就一定要充分熟悉被監(jiān)造的設(shè)備，熟悉關(guān)鍵制造工藝。如上所述，見證點的選取既關(guān)系制造進(jìn)度、制造成本，也關(guān)系監(jiān)造力量的投入，只有緊緊地控制住關(guān)鍵點，集中力量，才能既經(jīng)濟(jì)又可靠地保證設(shè)備的質(zhì)量。3.3 按監(jiān)造設(shè)備編制監(jiān)造導(dǎo)則監(jiān)造導(dǎo)則按照質(zhì)量計劃對每一個見證點的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，逐條寫出檢查見證的內(nèi)容、檢查方法及標(biāo)準(zhǔn)、驗收準(zhǔn)則和

14、依據(jù)并盡可能量化。編制監(jiān)造導(dǎo)則對于新建電站第一臺機(jī)組的設(shè)備由于資料不全等原因可能較為困難，但對第二臺機(jī)組或后續(xù)的一些相同設(shè)備完全可以做得很好，同時很有實際意義。編寫監(jiān)造導(dǎo)則的目的是使監(jiān)造見證活動程序化、規(guī)范化，盡可能減少人因的影響。監(jiān)造導(dǎo)則對缺乏經(jīng)驗的監(jiān)造人員也是一份很好的教案，同時也使工作有據(jù)可依，有完整的監(jiān)造記錄。3.4 駐廠監(jiān)造業(yè)主代表駐廠監(jiān)造的主要活動為：（1） 對質(zhì)量計劃的控制點（W點、H點）進(jìn)行見證，簽署見證報告。（2） 不符合項處理的管理程序，對不符合項處理進(jìn)行跟蹤，在二類以上不符項報告中簽署業(yè)主意見。（3） 參加制造廠有關(guān)工藝和技術(shù)修改的審查等。（4） 定期或不定期地編制質(zhì)量計

15、劃執(zhí)行情況報告，及時反映制造過程中存在的問題以及對設(shè)備制造質(zhì)量、交付進(jìn)度、經(jīng)費等可能產(chǎn)生的影響。這里特別要指出，不符合項處理是監(jiān)造活動中經(jīng)常發(fā)生而且影響深遠(yuǎn)的一項工作，正如通常所說的：“如果在制造過程中不會產(chǎn)生不符合項，那就不需要監(jiān)造；如果有了不符合項，產(chǎn)品就可報廢，那也不需要監(jiān)造”。實際上，制造總會產(chǎn)生不符合項，而有了不符合項也不是都要報廢，也不可能都報廢。因此，怎樣正確處理不符合項（包括認(rèn)可工廠的處理方案）在某種程度上也反映了監(jiān)造的水平。在這方面也有很多正、反面的案例。例如，田灣1號機(jī)組上部組件（頂蓋）曾發(fā)生14個驅(qū)動機(jī)構(gòu)管座頂端位置超差的不符合項，這在其它電站機(jī)組中，由于堆內(nèi)構(gòu)件與反應(yīng)堆

16、壓力容器分別在兩個工廠制造，到工地進(jìn)行對中組裝，這一不符合項將是非常嚴(yán)重的事件，但在俄羅斯工廠，堆內(nèi)構(gòu)件與反應(yīng)堆壓力容器在同一工廠制造并進(jìn)行對中組裝，因此在處理過程中既同意了工廠在后續(xù)對中組裝中進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整的方案（實際產(chǎn)品在最終對中組裝后完全符合設(shè)計要求），又與工廠一起分析查找了該不符合項發(fā)生的真正原因在加工基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時精度不夠等因素，并制訂了相應(yīng)的改正措施，使第二臺機(jī)組的驅(qū)動機(jī)構(gòu)管座的位置度完全符合要求，沒有不符合項。當(dāng)然，在不符合項處理中也有值得總結(jié)的教訓(xùn)。例如，反應(yīng)堆壓力容器與支撐環(huán)組裝配作業(yè)過程中曾發(fā)生局部間隙為9.5 mm的不符合項（設(shè)計要求10 mm），后經(jīng)有關(guān)人員計算分析實際使用僅

17、6.8 mm左右即可，由于當(dāng)時的監(jiān)造人員對此項設(shè)計指標(biāo)缺乏理解，這樣一個不符合項處理持續(xù)了一個多月，對工廠生產(chǎn)進(jìn)度造成很大影響?？傊穗娬竟こ淘O(shè)備不符合項處理的真正難點在于在質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本中找到最佳平衡點，這不僅需要熟悉圖紙、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，會計算分析，更需要有實踐經(jīng)驗和案例的積累。3.5 出廠驗收出廠驗收是按合同和規(guī)范書要求，對設(shè)備制造質(zhì)量和應(yīng)交付文件進(jìn)行全面的最后檢查、試驗和清點。出廠驗收應(yīng)按驗收大綱進(jìn)行。驗收包括：（1） 硬件驗收，包括有關(guān)的功能、性能試驗和必要的動作演示，總體尺寸、接口尺寸和關(guān)鍵尺寸的復(fù)測，零部件和備品備件的檢查和清點；（2） 文件驗收，按合同和驗收大綱要求，清點

18、交工資料文件，審查其合格性，檢查裝箱文件等；（3） 質(zhì)保檢查；（4） 包裝及有關(guān)標(biāo)識檢查。4 專業(yè)監(jiān)造隊伍核電設(shè)備的設(shè)計、制造，無論在國家核安全法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的使用上，還是在材料、工藝和質(zhì)量要求上，與同類型的常規(guī)設(shè)備相比較，都有其特殊性，國家壓力容器規(guī)范和監(jiān)察規(guī)程等不包括核容器就是一例。核電設(shè)備的監(jiān)造人員應(yīng)是對所監(jiān)造設(shè)備非常熟悉的，在該領(lǐng)域里有相當(dāng)經(jīng)歷和豐富實踐經(jīng)驗的人員。核電設(shè)備監(jiān)造的要求和內(nèi)容決定了核電設(shè)備的監(jiān)造應(yīng)是一種專業(yè)性很強(qiáng)的活動。監(jiān)造過程就是通過專家監(jiān)督達(dá)到盡可能好的制造質(zhì)量和合理的工程進(jìn)度。怎樣組建監(jiān)造隊伍，怎樣做到事半功倍，也是監(jiān)造是否能有效成功的關(guān)鍵。當(dāng)前我國核電設(shè)備監(jiān)造組

19、織的主要模式是以業(yè)主為主，借聘有設(shè)備監(jiān)造經(jīng)驗的單位的有關(guān)人員，組成核電設(shè)備監(jiān)造隊伍。監(jiān)造任務(wù)完成，監(jiān)造隊伍就解散。我國至今已建造和正在建造的核電站共6座，11臺機(jī)組，除秦山三期2臺機(jī)組外，其余都是壓水堆機(jī)型。壓水堆型核電站盡管功率有差別，設(shè)備制造國家、制造廠和制造工藝有不同，但總體上還是有很多共同之處，它們的基本參數(shù)、特性、材料、工藝過程等都具有相同或相似的方面，在制造遵循的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)方面也有相近或共同之處。每個機(jī)組都各自進(jìn)行了設(shè)備監(jiān)造，有許多成功的經(jīng)驗和深刻的教訓(xùn)，但至今沒有相關(guān)的監(jiān)造標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)造細(xì)則，核電設(shè)備監(jiān)造方面積累的資料也很少。現(xiàn)狀是各自為政。對很多人來說，幾乎每次都從零開始，從收集資

20、料、學(xué)習(xí)，到有所熟悉，設(shè)備也到了該出廠的時候，臨時組建的監(jiān)造隊伍也將解散。對許多監(jiān)造人員來說，通過監(jiān)造對設(shè)備有了熟悉和了解，但從深層次來看，這不能算是真正的設(shè)備監(jiān)造，而是一種變相的培訓(xùn)。當(dāng)然，產(chǎn)生上述情況有其歷史條件限制和客觀的原因，但本質(zhì)上還是對核電設(shè)備監(jiān)造的重要性認(rèn)識不夠。面對我國核電事業(yè)蓬勃發(fā)展、主導(dǎo)堆型仍將相對集中的情況，我們還將繼續(xù)進(jìn)行這種“臨時模式的監(jiān)造”嗎？答案是顯然的，我們應(yīng)盡快建立專業(yè)化的核電設(shè)備監(jiān)造隊伍。5 結(jié)論與建議核電設(shè)備監(jiān)造是專業(yè)性非常強(qiáng)的活動，它涉及壓力容器、機(jī)械制造、材料、焊接、無損探傷、強(qiáng)度試驗與分析等各個領(lǐng)域。設(shè)備監(jiān)造人員不僅要有深厚的專業(yè)知識基礎(chǔ)，對所監(jiān)造的設(shè)備有足夠的熟悉了解，而且應(yīng)有一定的實踐經(jīng)驗。從秦山核電廠一期至今的十幾年中，通過幾座核電站設(shè)備的監(jiān)造，已培養(yǎng)了這樣一批核電設(shè)備監(jiān)造的專門人材。但如前所述，我們目前所說的設(shè)備監(jiān)造僅僅是工程設(shè)備監(jiān)理中的一部分。作為工程設(shè)備項目中安全、質(zhì)量要求最高，投資大、制造周期長的核電工程設(shè)備實行全面的設(shè)備監(jiān)理制度是勢在必行的。工程設(shè)備監(jiān)理制度將從根本上打破當(dāng)前核電建設(shè)領(lǐng)域中存在的把核電設(shè)備監(jiān)造僅僅作為業(yè)主采購部門職責(zé)或看作核電設(shè)計院技術(shù)服務(wù)內(nèi)容的觀念。核電工程設(shè)備監(jiān)理將由一個獨立的中介服務(wù)機(jī)構(gòu)來承擔(dān)。因此，應(yīng)盡快組建核電工程設(shè)備監(jiān)理公司，形成一個相對穩(wěn)定的核電工程設(shè)備監(jiān)理的專門隊伍。這工作可分以下兩個