方家山核电工程EPC模式下业主焊接质量委托监管及成效
2012-01-21魏连峰李红军
王 群, 顾 滔,魏连峰,李红军
(1.秦山核电有限公司,浙江 海盐 314300;2.中国核动力研究设计院,四川 成都 610041)
EPC是指对一个工程负责“设计、采购、施工”,与通常所说的工程总承包含义相似。方家山核电工程建设实行以“精干业主+工程公司总包”的建造管理模式,即业主负责下的EPC总承包管理模式,业主委托中国核电工程有限公司(CNPE)作为工程总承包单位,由其全面负责工程的设计、建造、采购以及调试等管理工作。
为了更好地加强和完善方家山核电建安工程焊接质量的监督管理,2009年8月,秦山核电有限公司(QNPC)与中国核动力研究设计院(NPIC)签订了“焊接质量监督管理工作外委技术服务合同”。NPIC派遣焊接专业技术人员入驻工作现场,作为QNPC的授权人员,按照QNPC确定的工作框架和管理流程开展现场的焊接技术管理和质量监督工作,以及对工程焊接领域重大技术问题为QNPC业主提供技术评估和支援。由此,方家山核电工程焊接质量委托监管模式正式实施;这是方家山精干业主对EPC模式下专业化监管工作的一次全新和有益的尝试。
1 EPC在核电工程中的应用
核电工程建设实行EPC总承包管理模式,就是由业主委托专业化的核电工程管理公司,行使业主工程建设和管理职能,全面负责核电工程从前期准备到设计采购、土建施工、安装调试以及移交接产的全过程服务,实现项目质量、安全、进度、费用等方面的有机衔接与统筹管理。
1.1 核电工程EPC管理的背景及意义
回顾我国核电建设历程,核电项目工程管理在不断探索中发展。从自力更生到吸收引进,核电工程管理模式经历了由指挥部式的计划经济管理向以业主管理为中心、以经济合同为纽带的“大业主”管理的逐步过渡。然而,在核电快速发展的背景下,多基地、多项目同步建设,沿用传统工程管理模式势必突显种种矛盾,例如运行电站工程人才闲置、资源浪费;新建项目人才短缺、资源紧张;工程设计、采购、建安施工等环节脱节;各自为政、建设经验闭塞;分散管理、独立采购带来成本上升等。
纵观国外核电工程建设现状,EPC管理模式的应用已有数十载;在核电技术主导地位的国家,皆培养有成熟的工程总承包公司,如法国法玛通、美国西屋、加拿大AECL等;通过人才聚拢、资源整合、统筹管理等方式,实现了工程管理水平的持续提升。在核电快速发展的背景下,参考国际核电建设经验,选择专业的工程公司进行EPC总承包管理是核电建设走向规模化、标准化、专业化发展的必由之路。
2008年4月,方家山核电工程总承包合同签订。方家山核电工程由此成为国内首批完全自主化的以EPC工程总承包进行建设的核电工程。
1.2 业主承担的责任
EPC总承包管理简化了业主的对外接口,降低了业主的管理成本,转移了业主大部分的管理精力,并定义了“小业主”这样一个全新的角色,但这些并未减轻业主的监管责任。现阶段,EPC在核电工程中的应用刚刚起步,无先例可循;工程总承包单位又尚属年轻;电站建设过程中任何的细微问题都有可能造成日后业主巨大的经济损失;业主是电站的拥有者,并为核电项目达到预期性能目标并在投产后的长期稳定运行承担风险。因此,小业主的角色也无法抛弃对工程建设质量、安全、进度等方面工作的监督管理责任;尤其对于关键工艺以及重要控制点必须保持高度的敏感性并具备精细化管理的能力。方家山总承包合同中也阐明了业主的四大权利,即同步知情权、参与管理权、监督检查权、重大事项否决权,为业主在工程建设中的全过程监管提供了权利保障。
2 业主焊接质量委托监管的背景与模式
2.1 焊接质量监督委托的背景
2.1.1 焊接对核电工程质量的重要性
焊接技术是工程建设中最重要的关键技术之一,也是一项比较特殊的工艺,几乎每个子项的施工活动都涉及大量的焊接工作,几乎与其他专业都有所交叉,具有“点多面广”的特点,焊接质量的监督管理具有较强的技术性。粗略统计,二代压水堆核电机组中,核岛厂房各类设备一千余台;管道安装工程量12.5万m;支架安装工程量1850 t。罐类设备现场制造、设备零附件组装、管道及支架安装过程中涉及的焊口、焊缝数量极为庞大。焊接施工中任一微小的质量缺陷或将直接酿成可怕的后果。尤其对于反应堆主设备及辅助设施、主管道及其他核安全级管道、压力边界及吊装设备及附件等物项的施工,焊接质量的控制要求更是异常严苛。
另外,根据核电建设、运行、检维修及退役期间相关经验反馈的结果,由建造期间焊接施工导致或遗留的不同程度的质量缺陷不胜枚举,甚至有的给核电厂带来了高昂维修费用等重大经济损失。某些电站甚至在建造阶段就出现了非常严重的焊接质量问题,历史的经验教训时刻为我们敲响警钟。
2.1.2 焊接质量委托监管的必要性
焊接技术具有“专业性强、覆盖面广、内容繁杂”等特点,焊接技术监督管理又是一个庞大的系统工程,这项监管工作应该由专业化的技术团队来完成。而根据方家山核电工程业主施工监管职能部门的现状分析,若承担核电工程现场大范围、多类型的焊接质控任务,专业技术人员的配置明显不足,若从工程建安阶段开始培养年轻力量,又由于经验缺乏等各种原因,达不到建安阶段实施专业监管的效果,因此,业主对关键工艺的管控需求难以满足。这种情况在各核电工程项目业主范围内普遍存在,但在行业范围内,存在许多具备专业化监管能力的单位,完全可以实现双方资源的有效优化组合和合理利用,不仅利于双方人才的培养,更有利于焊接施工质量及其管理水平的稳步提升。基于以上考虑,EPC模式下精干业主委托专业单位进行工程焊接质量监管的合作模式酝酿成型。
2.2 监督委托的工作范围及工作流程
根据质保大纲及现场焊接质量监督管理的实际需求,宏观上焊接监督主要包括以下内容:
1)编制核电厂在建造阶段的各项焊接技术管理文件,建立与健全核电焊接质量监督管理体系;
2)对承包商提交的焊接施工文件进行技术审查;
3)对焊接施工过程中产生的不符合项的处理方案进行技术审查;
4)编制建设阶段焊接施工的日常焊接技术专题报告;
5)对焊接施工方案的合理性进行技术审查;
6)对焊接维修方案的合理性进行技术审查;
7)对与焊接有关的子项工程质量计划进行审查、选点,对建设阶段现场焊接质量进行现场监督与见证[1];
8)对现场焊接施工质量向核安全局提交审查报告以及对重大焊接技术问题与核安全局展开对话,确保现场焊接施工质量。
通过多方长期反复探索和论证,逐渐形成了焊接质量委托监管的管理模式,NPIC组织成立了方家山核电工程焊接质量监管服务项目组,采用“现场+后援”模式开展工作;其中,委派两名焊接工程师组成“现场组”深入方家山核电工程现场,归口于业主工程管理部门统一管理,进行现场焊接技术管理及焊接质量监督工作,并组建由相关专业专家组成的后援支持队伍对现场焊接工作进行后援支持。
3 焊接质量委托监管的具体内容及其成效
焊接质量监管的模式运作以来,通过与业主的紧密合作,在焊接质量监管工作中取得了一系列积极的成果。从2009年底至2011年初,业主方完成了300余份质量计划(包括重要物项的预制与安装、见证件制作、焊接工艺评定、焊材评定、焊工考试等)的审查与监督见证;130余份焊接工艺评定转移的技术审查; 20项焊材评定的焊接质量监督管理;共见证并签点放行:H点574个、W点1268个、R点486个。共发现并及时解决各类焊接质量管理问题130余项;发现并督促开启不符合项目4项,并完成了不符合项处理方案的技术审查和处理结果验证工作。专业化委托工作的高效开展,显著提升了业主焊接质量监管的成效,为工程质量的可控受控提供了有力保障。
3.1 宏观管理体系进一步完善
在对质保大纲、总承包合同、有关技术规范充分熟悉并完成相关调研工作的基础上,NPIC在QNPC指导下编制完成《秦山核电厂扩建项目(方家山核电工程)建安阶段焊接质量监督管理程序》。程序包括一个主程序和四个工作细则,规定了施工方案中焊接技术审查、焊接工艺评定监督管理及产品焊接质量监督管理三方面的工作内容、工作流程和管理接口,细化了焊接工艺评定、焊接材料管理、焊接质量监督、焊工资格管理等方面的控制要素,为业主焊接质量监管提供了标准化、规范化的管理依据。
NPIC管理人员对EPC模式下业主质量监管工作如何有效开展进行了思考与探索,逐步实现了由“全面监督”向“重点管控”的过渡。通过突出关键、适当选点、日常巡检、专项检查、经验反馈、专业研讨等管理方式的有机结合,有效保障了工艺施工质量,充分提升了工程管理效率。
3.2 现场焊接监管内容及成效
委托监管的工作实施以来,NPIC现场人员凭借科学的管理方法和专业的技术水平,在不断探索和完善监督管理体系的基础上,同时也从焊接质量日常监管实际出发,不断创新监督管理方法与模式,及时发现并协调解决工程焊接质量方面的问题;在有效保证方家山核电工程建设焊接质量起到了良好的监督作用,有力地推动了工程焊接质量的管理水平。焊接质量监管的重点及成效主要包括以下几个方面:
(1)人员监督与管理
人员管理是工程管理的最重要的内容之一,核电建设焊接工作“点多面广”,作为EPC模式下的“精干业主”,必须做好对总承包单位、监理单位及分包单位的人员管理。在对工程焊接管理力量进行科学分析评估的基础上,通过组织专项检查、发函督促、会议协调等方式对方家山核电工程各级焊接质量监督管理人员进行了协调管理。最终,各参建单位达成了共识并采取了积极措施,土建单位现场焊接质检人员由1人增至3人;监理公司焊接质检及无损检测人员由6人增至10人;总包单位焊接质检由2人增至7人。通过业主的不懈努力和推动,工程焊接管理力量不断补强。
焊工及焊接操作工均属于特种作业工种,HAF603等相关法规中对其资质都有着相对完整和严格的要求,具有合格资质人员进行焊接施工操作也是保证工程焊接质量的重要条件。另外,焊工培训与考试、焊工的技能评定与管理也是焊接施工管理不可忽视的一项重要内容。现场组主要从焊工入厂时或调赴新项目施工时要求并监督施工单位对焊工严格培训与考核,并在施工开始时强行对每位焊工的前三道焊口进行射线探伤,在后续施工中通过关注无损检验合格率对焊工的实际操作水平进行监督和跟踪,对不合格焊工要求施工方重新培训。对焊工技能的监督管理不仅及时发现并解决现场焊接的问题,并且有力保证了焊接质量的稳定性。
(2)焊接工艺评定监督管理
焊接工艺评定是采用所拟定的焊接工艺,根据标准测定焊接接头是否具备所要求性能的过程。其目的在于证明某一焊接工艺能否获得力学性能符合要求的焊接接头。焊接工艺评定管理是核电焊接管理的一项重要内容;焊接工艺评定的有效性及工艺卡(数据单)的指导性等是制约焊接施工合法实施的重要保证,也是焊接质量的重要保证。在日常监督管理中,现场组主要通过焊接工艺评定相关质量计划开启关闭的严格把关、工艺评定向焊接工艺卡(数据包)有效转化的严格控制、焊接施工中工艺卡执行状况的严格监督等方面对焊接工艺评定进行监督管理。
2009年以来,现场工作组重点对260余份焊接工艺评定的评定过程进行了监督和管理;同时在后援专家的协助下,对转移的130余份焊接工艺评定转移报告进行了严格审查,有效避免了不合格评定向方家山核电工程的转移,保证了现场施工中焊接工艺的有效性和合法性。管理中发现并跟踪协调处理诸如评定有效范围不合理扩大、工艺卡(数据单)指导性较差、评定理化试验误判、施工中工艺卡执行偏差等方面的问题四十余项,有效保障了焊接工艺评定的有效性、合法性、指导性,同时也保证了焊接工艺评定在施工中的有效执行。
(3)焊接材料的监督管理
焊接材料管理主要包括焊材的验收与复验、施工过程中焊材使用两个主要方面的监督管理;焊接材料的理化性能的优良以及能否规范使用直接影响着焊接质量。现场组主要通过监督总包方及监理公司的进场验收及复验、质量计划管理活动中的资料审查、专项协调管理活动等方式对现场焊接材料进行监督管理。施工中发现并协调解决诸如焊接材料复验报告不规范、数据错误、理化性能指标不符合法规要求、焊接材料误用、焊接材料发放不规范以及焊材存放不规范等方面的问题近五十项;严格从端头控制了焊接质量。
(4)焊接记录、检测检验报告等施工技术文件管理
焊接记录及检测检验报告等施工技术文件是记录和证明重要施工参数、检测检验结果等方面的第一手资料,为保证焊接施工的可追溯性起着至关重要的作用。现场组开展工作初期,发现焊接记录不详细、无损检测与理化检验报告不规范以及质量计划见证点的签字方式不规范等许多问题,经过初步的交流沟通,整改效果不明显;在对有关问题进行梳理的基础上,以向总包单位发工作联系单以及组织专项协调会等方式加强协调管理,引起了相关单位领导高度重视,随即部署整改工作,使焊接记录等施工技术文件管理得以规范。
(5)焊接设备及工器具与焊接环境的监督管理
焊接设备及工器具定期检定检验是保证焊接工艺参数准确实施以及测量数据准确性与合法性的重要手段;焊接施工环境的相关要求也是为保证现场施工质量的重要条件;二者对保证焊接施工质量都起着重要的作用。现场组主要通过质量计划管理与见证、专项监督管理两种方式对其进行监管,对发现的问题要求总包方进行协调整改。现场组主要发现和协调解决的问题主要包括:设备及工器具台账管理不规范、标定过期的设备仍在使用、设备已损坏却仍在使用、施工环境不符合条件以及缺少环境监测仪表等情况下的违章施工。焊接设备及工器具与环境的监督管理,保证焊接质量的同时也保证了现场焊接施工活动的有序合法的进行。
(6)焊接施工方案及工作程序的监督管理
施工方案和工作程序是指导焊接施工和质量监督管理的重要依据,方案与程序的正确性、可操作性及合法性直接制约着焊接施工的合法、有序、有效的进行。根据总承包合同的相关规定,业主只负责对重大方案进行审查,但一些重要物项的施工方案及工作程序也不容忽视。现场工作组在对相关物项的重要程度及技术难度进行全面分析和把握的基础上,对重大方案进行严格审查,开工以来现场组主要对核岛厂房环吊钢牛腿、穹顶拼装等8份重大方案及升版进行了审查和重点管理;同时对一些安全性要求较高的重要物项施工方案以及重要的工作程序进行了关注,主要通过质量计划管理活动中的审查、专项检查、资料审查以及针对性审查管理等方式对其进行规范管理,有效提高了相关技术资料的准确性和完整性,有效指导了现场焊接施工的科学实施。
(7)焊接检查及无损检测的监督管理
焊接检查和无损检测(简称NDE)是验证焊接产品质量的重要手段,其检验方法的合理性及实施的规范性直接决定着焊接缺陷及不符合项的有效检出和定位,进而直接决定了产品焊接质量的可靠性。现场组主要发现和解决诸如NDE报告不规范、操作不规范、试剂清洗不干净、组对间隙及错边量检查不到位以及缺少无损检测及经验反馈分析报告等相关问题,有力保证了焊接质量的可靠性。
综上所述,焊接委托管理在强化业主专业监控能力的同时也影响并推动了工程焊接质量管理水平的整体提升。
3.3 后援专家的技术支持及成效
NPIC积极响应合同要求,组建了包括焊接、机械、无损检测、理化、材料学等多个专业在内的专家支持体系。项目实施以来,NPIC专家为方家山核电工程的焊接质量管理做了大量支持性工作,主要体现在以下方面:
(1)专家评审
2009年底至2011年初,乙方3次派遣专家代表业主QNPC参加方家山核电工程的相关评审会议(包括主管道间隙焊接技术评审、土建焊接工艺评定转移、主管道窄间隙TIG自动焊焊缝超声波检验研究成果评审等)。评审会中,乙方专家提出了极具专业深度的评审意见,得到了各方的高度认同,对焊接质量及相关施工活动的规范化起到了积极的推动作用。
(2)专项检查
乙方派遣专家参加了方家山核电工程无损检测专项检查及安装工程焊接专项检查活动,对施工单位在人员资质、管理程序、过程记录、质量计划、目视检验、射线探伤等方面进行了全面检查和梳理,并对相关工作提出了改进建议。其中,在对中核二三建设有限公司的专项检查中,专家提出的对焊接记录信息进行分级管理的建议得到了有效落实,这将为今后电站运行后可能出现的工程焊接质量分析和评估提供可追溯性的依据,具有深远意义。
(3)焊接工艺评定报告书(转移)的审查
2009年底至2011年初,完成100余份焊接工艺评定报告(转移)的审查工作。审查中发现了焊接变流范围扩大、电焊参数说明、焊接层间温度不符、车间评定材料缺失等方面问题,并要求跟踪审查整改状况;避免了非法评定的转移,有效保证了焊接工艺的有效性与合法性。
(4)技术审查
完成了4项重大施工方案的焊接技术审查以及《秦山核电厂扩建项目(方家山核电工程)建安阶段焊接质量监督管理程序》的焊接技术审查工作,为技术方案的科学性和严谨性提出了重要意见,为管理体系健全起到了很好的推动作用。
(5)日常咨询
后方专家为现场工作组日常焊接质量监管中遇到的焊接、无损检测、理化检验等方面的问题提供了大量的技术咨询服务和支持。同时,协助业主完成焊接专项经验反馈资料的搜集工作,为方家山核电工程参建各方焊接质量监督管理的持续改进提供了有力帮助。
3.4 经验反馈长效机制的建立与健全
工作组以科学的态度审视核电工程焊接质量及其管理的系统建设,非常关注经验总结和反馈的机制建设。对穹顶、龙门架特别是不锈钢覆面等重要物项开展了一系列经验反馈活动,将国内外核电厂及本工程1号核岛相关物项的施工经验进行总结并反馈到后续施工中,为改善焊接质量、提高施工进度起到了积极的作用。在安装施工启动阶段进行了“安装施工经验反馈交流会”,从宏观上对国内外安装施工中出现的主要问题和成功施工经验进行总结,同时对目前方家山核电工程存在的问题进行分析并提出相关建议,为方家山核电工程建设质量的提高起到了积极的推动作用。
4 焊接委托监管的持续改进
尽管在焊接领域工程专业化管理方面我们进行了有益的探索并取得了一定的成功经验,但需在以下方面进一步提升管理效能:
1)虽然专业化委托监管中NPIC凭借自身专业优势为业主提供了优质的技术服务,同时也留下了在管理实践及经验反馈方面丰富的信息数据。但现阶段,各项目间缺乏统一规范且管理成熟的经验反馈平台,多项目间信息及时共享的效果仍不理想。
2)探索并尝试将专业化委托监管纳入工程质量责任终身制的范畴,进一步完成核电工程建设质量的责任体系。
3)焊接施工中焊接记录的可追溯性对后期缺陷事故的原因分析、处理方案制订以及焊接管理的持续改进有着极为重要的意义。而目前,施工单位对部分焊接数据存在经验主义,缺乏规范化的施工记录。下一步应考虑建立和健全规范的焊接记录分级管理制,扩展记录覆盖的广度和深度。
4)在焊接质量委托监管取得良好效果的基础上,双方需要继续深化互信,建立长期的合作关系,商讨并执行覆盖项目建造全周期的委托监管合同。
5)扩大并深化委托监管的合作范围。业主在对自身管理力量充分评估的基础上,考虑将委托监管模式扩展至更多的专业领域。
5 结束语
核电工程在焊接领域的工作委托是一次有益的专业化管理探索和尝试,方家山核电工程焊接质量委托监管取得的已有成果,为专业化委托监管模式的进一步推广提供了可行的参考。在对工程建设项目总体管理力量充分评估的基础上,通过委托监管的方式,在设备监造、构筑物结构、特殊施工材料、焊接无损检测等更多的专业领域进行管理合作,是提升精干业主工程专业化监管效益的有利渠道。同时,在核电快速发展以及集团公司专业化改革的战略背景下,充分发挥集团内部优势,利用优质资源实现专业化工程管理也是顺应核电总体发展方向的理想选择。
[1]李继开,王国清.核电工程项目管理基础[M].北京:原子能出版社,2009.(LI Ji-kai, WANG Guoqing.The Basis for Nuclear Power Project Management [M].Beijing: Atomic Energy Press,2009.)
[2]程平东,孙汉虹.核电工程项目管理[M].北京:中国电力出版社,2006.(CHENG Ping-dong, SUN Han-hong.Nuclear Power Project Management[M].Beijing: China Electric Power Press,2006.)