运用5M1E质量分析法对核电产品焊接质量控制

王　捷,李宗鹏（中国第一重型机械集团有限公司核电石化事业部,辽宁大连116000）

运用5M1E质量分析法对核电产品焊接质量控制

王捷,李宗鹏
（中国第一重型机械集团有限公司核电石化事业部,辽宁大连116000）

在核电产品制造过程中运用5M1E质量分析方法，以如何提高核电产品焊接质量为目的，通过对影响核电产品焊接质量的因素进行分析，采取相应的控制措施，实现对施工全过程的质量控制。

5M1E核电产品；焊接；质量控制

1　概述

核资源作为清洁能源，越来越受到国家的重视，同时，核安全也越来越受到人们的关注，为了降低核安全和辐射安全存在的隐患，核电产品的制造质量尤其重要。因此，在核电产品的制造过程中，对产品质量问题的分析和解决成为产品质量的重要保障。在这种情况下，5M1E质量分析方法应运而生。

5M1E分析法是指造成产品质量波动原因的6个因素[1]，即人（Man）、机器（Machine）、材料（Material）、方法（Method）、测量（Measurement）、环境（Environment），简称5M1E。

本文以某核电产品焊接为例，通过运用5M1E分析法，对制造过程影响焊接质量的因素进行分析，并采取相应的控制措施，实现核电产品制造质量的全面控制。

2　影响核电产品焊接质量的因素分析

从人、机、料、法、环、测6个方面，找出影响核电产品焊接质量的因素。

人：焊工、无损检测人员、热处理作业人员。这些人员不按照设定的工艺进行、工作纪律差、责任心差以及疲劳操作等。

机器：焊接设备、无损检测设备、热处理设备、保护气体气流表等。焊接设备出现故障、焊接设备性能不满足要求、设备参数不稳定、气流表未按期检定、焊接设备养护不当等。

材料：焊材、母材。母材材质不符、焊材使用错误、焊材牌号不匹配、焊材不合格及未按要求烘干等。

方法：焊接工艺、无损检测工艺、热处理工艺（预热、后热、热处理）等。焊接工艺不正确、无损检测工艺不正确、未进行焊前预热和焊后热处理等。

环境：作业环境、施工现场环境等。

测量：对焊接质量的检查、对结果数据的检测等。

3　采取的质量控制措施

3.1制定合理的工艺

（1）焊接工艺：1）焊接方法。焊接方法是直接影响焊接效率、焊接质量的主要因素。应根据焊接材料、焊接结构、性能要求等的不同采用不同的焊接方法。焊接大型工件的直缝和环缝时，宜选用埋弧焊，其焊接速度高、焊缝质量好；连接薄板金属和打底焊时宜选用钨极气体保护焊；对一定厚度内的金属不开坡口对接焊宜选用不熔化极电弧焊；2）焊接材料的选用。常用的焊接材料有焊条和焊丝。焊条的选用应考虑焊缝金属的力学性能和化学成分、考虑焊接结构的特点及受力条件、考虑焊接构件的使用性能和工作条件等方面，选择满足要求的焊条。焊丝主要有药芯焊丝和实心焊丝。药芯焊丝对各种钢材的焊接适应性强，通过调整焊剂的成分和比例，可方便地提供所要求的焊缝化学成分，并可用较大电流进行全位置焊接；实心焊丝成分的选择应能保证焊缝金属与母材力学性能或物理性能的良好匹配；3）保护气体的选用。保护气体的主要作用是隔离空气中对焊接熔池产生影响的有害组分，实现对焊缝和近缝区的保护。保护气体有主要有惰性气体、惰性气体与氧化性气体的混合气体、CO2气体，焊接中应根据不同的保护要求选择相适应的保护气体；4）焊接设备的选用。焊接中应根据实际焊接的需要选择合适的焊接设备。埋弧焊机适用于长缝的焊接；钨极氩弧焊机适用于有清洁要求的焊件，其穿透性好，无飞溅，成形美观；熔化极氩弧焊机适用于铝、镁、铜及其合金、不锈钢和稀有金属中厚板的焊接。

（2）热处理工艺。合理的热处理工艺能够将焊接过程中产生的焊接应力进行释放，是保证核电产品质量的关键。

核电产品在焊接过程中需进行焊前预热、焊后后热及最终热处理。应按照相关技术条件要求制定合理的热处理工艺。比如：低合金焊接的预热温度为150℃（冷堆）/175℃（热堆），低合金钢焊缝的后热温度为250～400℃，部分焊缝焊接后需进行最终消除应力热处理，其规范为615±15℃（冷堆）/595～620℃（热堆）。

（3）无损检测工艺[2]。根据相关标准及技术条件的要求，编制磁粉检测（MT）、液体渗透检测（PT）、目视检查（VT）、超声波检测（UT）及射线检测（RT）规程，并严格按照规程执行。

3.2人员管理

（1）焊工管理。从事焊接作业人员必须按《特种设备焊接操作人员考核细则》要求进行焊接理论知识和实际操作技能培训并考试，取得相应资格和焊接合格证。焊工必须按照考取的焊接合格证的焊接方法从事焊接作业。

（2）无损检测人员管理。从事无损检验的人员必须按照规定参加培训和考核，取得相应的资格证书。同时对每一个从事无损检测的人员建立个人技术档案，内容至少应包括：个人简历、检测质量方面的奖惩情况、检测人员的工作记录、接受技术培训情况等。

3.3焊接作业环境管理

焊接现场环境直接影响焊接质量。当氩弧焊时风速大于2m/s、焊条电弧焊时风速大于8m/s时，要做好防风保护，采用有效遮挡；当遭遇下雨，下雪，大雾或空气相对湿度大于90%时应停止焊接作业。

3.4焊接质量检查管理

焊接检查应从焊前检查、焊接中检验和焊后检验三方面进行[3]。（1）焊前检查：焊前检查从人、机、料、法、环、检6个方面进行检查即焊工资格、焊接设备、原材料、技术文件、焊接环境等方面进行检查，保证各方面满足焊接条件。

（2）焊接中检验：焊接中从焊接工艺、焊接缺陷、焊接设备等各方面进行检验，以保证焊接过程质量受到控制。

（3）焊后检验：焊后检验应从外观检验、无损检测、强度试验等方面进行检验，以保证焊接后的质量。

4　结语

运用5M1E质量分析法，能够准确确认核电产品焊接过程中质量缺陷产生的主要原因。通过对产生的原因进行分析以及采取相应的控制措施，能够针对性地减小产生缺陷的几率，提高核电产品的焊接质量。

[1]李栋，蔡昱.运用5M1E分析法实现超高钢骨制柱质量达优[J].莆田学院学报,2013.

[2]汤顺意.1000MW核反应堆主回路管道焊接质量控制[J].焊接质量控制与理,2009.

[3]李峰，李进.核岛小容器制造焊接工艺评定及焊接质量控制研究[J].技术应用,2013.

王捷（1987—），女，硕士研究生，助理工程师，研究方向：核电产品制造过程中的质量管理。