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在役核电站焊接管理模式探讨

2020-01-19王捍东

中国设备工程 2020年8期
关键词:焊材核电站资格

王捍东

(中核检修有限公司,上海 201103)

在役核电站的焊接活动与建造阶段相比,有共性也有区别。主要体现在焊接规范遵循标准基本一致,但焊接工况的条件不同。其焊接的对象也以设施本体缺陷、建造焊缝缺陷、设备老化退役更新等缺陷的修复为主。因此在役核电站的焊接维修管理和控制活动体系,需要根据焊接对象的特点和技术要求,进行科学的设计,不断提升和优化。

1 核电站标准体系

1.1 标准概述

根据国家核安全局的法规总体要求,核电站的质量保证需严格执行HAF003 及其相关的安全导则,但由于我国核电站建造期间堆型和承包形式不同,目前其焊接使用的标准规范主要有美标ASME、法标RCC-M、俄标ПНАЭГ 以及国内核安全法规等。

1.2 各电站标准体系

重水堆:采用加拿大CSA、美国ASME 等国际通用的规范及标准。在建造、调试和生产各阶段,其焊接工作都是按照原设计要求的有关法规、标准进行。压水堆:堆型多为M310、改进型、二代+和三代,其安装技术采用国产化设计标准规范或法标RCC-M、美标ASME 和俄标ПНАЭГ 等国际通用的标准。同重水堆相同,在建造、调试和生产各阶段,焊接工作都是按照原设计要求进行。焊工资格执行HAF603(民用核安全设备焊工/焊接操作工资格管理规定)。

2 核电站建造期间的焊接管理模式

承建单位以技术部为核心设置焊接组,负责焊接体系文件的建立、工艺评定和技术问题解决等。其中施工的技术和焊工由工程专业队负责具体焊接管理。焊培负责焊工培训/取证、焊材复验及工艺评定实施。焊接质量检验(含NDE 和理化)归口质检部。而焊接质量保证采用大纲配套各类程序及焊接辅助管理软件的系统管理方法,与质量有关的各项活动严格按照大纲要求和程序执行。

3 在役核电站的焊接管理模式

3.1 焊接特点

由于在役核电站的焊接工作事关设备本体缺陷修复、设备老化退役更新和国产化变更等,涉及厂家设备的材质类别、辐射环境、运行隔离窗口和防护不同等诸多情况。因此其焊接工作存在焊接工况变化、项目资格多但焊工人数少和焊材牌号多但用量少等问题,决定了焊接维修活动的管理难度。另外,鉴于焊接维修工作的进行时间,如何始终保证焊工项目资格的长期有效也是个必须面对的问题。

3.2 焊接管理模式

由于国内核电站采用的技术标准不同,焊接维修的管理模式也有较大差异,尽管这些模式各有千秋,但从核电长远发展的角度来说,采用相对统一的管理模式,是非常值得探讨的问题。以下以某在役核电站的焊接管理模式进行论述。

3.2.1 焊接体系运作和完善

在核安全和质保方面,需遵守国家核安全法规,依据业主《运行质保大纲》、《焊接活动管理》以及配套的相关程序进行。如某核电厂通过合同确定了某承接单位全权负责电站的日常/维修和技改项目的焊接工作,承接单位根据技术规格书要求建立焊接管理体系,进行与焊接活动相关技术准备工作(如完成焊接工艺评定、焊工资格认证、方案、质量计划等相关工作),并实施焊接工作。质量控制主要依据质量计划、焊接工艺规程、焊接控制单的流程加以规范。将技改和维修的焊接归口技术和维修专业部门分别管理,明确并解决了焊接上游文件的前期准备,保证了后续焊接工作的开展。

3.2.2 焊接管理体系关键要素

(1)焊接技术管理。由检修单位的技术部门承担,包括前期技术决策和施工技术服务。①技术决策。包括制订有关焊接(包括检验)的活动程序和规章制度、焊接工艺规程,批准焊接工艺评定报告,拟订重要部件的焊接技术方案和风险分析评估及设计变更中技术问题和不符合项处理等。②技术支持。组织焊接工艺评定和试验,为焊工培训和考试、无损检测及理化试验工作提供技术支持;为与焊接的相关人员提供专业培训;重要焊接技术交底和技术指导以及审核焊接方面的资源计划。

(2)物项管理。物项包括焊接设备及与焊接有关的设备、工具和材料等。主要从两方面进行控制:①焊接材料的管理。作为焊接重要元素之一的焊材,也是焊接质量控制的重中之重。由技术和质检部门负责评价供应商以确保焊材合格,同时焊材需进行化学分析和试样力学复验。此外为了规范焊材的管理,需制订焊材储存、烘干、发放和回收程序。②焊接设备管理。在管理上采用班长责任制,制定设备的维护记录和月度清理记录,并定期安排焊工对焊接设备进行清洗维护,确保焊接设备(包括热处理、无损检测等设备)状况良好、性能稳定可靠,同时计量及设备上仪表须标定且处于有效期内。

(3)生产管理。检修单位设置独立焊接机构,并接口其它生产一线维修单位、承包商和管理科室,落实焊工调配、生产任务、生产条件和安措等工作,其中机构负责人由经验丰富的焊接专业人员担任,其职能主要包括人员调配,设备机具及材料管理,任务跟踪统计和接口。

(4)质量监控。主要体现在焊工自检、质检人员对从焊接准备、实施到验收的过程检查验收和业主对承包商焊接质量的抽查复查验收,而特殊核设施由更高级监督部门对可能存在的安全隐患进行抽查监督。

(5)人员资格管理。核级焊工除具有国家颁发的特种作业人员操作证外,还需按照HAF603 的要求通过理论考试和实操考试合格才能从事相应资格项的现场焊接。检修单位负责焊工资格和有效期的管理。焊接技术人员包括技术主管和工程师,除具有专业学历和项目实践经验外,还应具备核电工作经验,熟悉电站系统、焊接标准法规和业主的管理方式。无损检测人员按HAF602《民用核承压设备无损检测人员培训考核取证办法》须通过JB4730 无损检测培训,取得相应检验方法(包括射线、超声、磁粉、渗透等)证书。物项管理员(焊材保管兼焊条烘干员)必须培训考核合格上岗。焊接检查员必须取得核工业无损检测中心颁发的资格证书或符合相关技术条件的其它有资质机构签发的同等资格。

(6)焊接工艺评定。焊接工艺评定质量控制从焊接工艺评定委托书、材料(焊材及母材)、焊接工艺预规程、实施焊接、无损检验、机加工、理化实验、焊接工艺评定报告、报告的管理与分发、硬件的保管和焊接设备等11 个方面入手。

(7)产品焊接。产品焊接主要从坡口准备、组对及临时标记、保护气体、预热(需要时)、动火区域的成品保护、异物控制单、焊接、表面打磨(需要时)、永久标记、外观检查、无损探伤和记录收集等方面控制。

焊前的坡口组对应保证规范要求的坡口间隙,产品焊接要严格遵守焊接工艺规程或工艺卡所列参数,焊接过程质检人员应抽查实际焊接电流、电压和层间温度等。

3.2.3 文化建设

要求每位焊工养成一个良好的职业习惯。除理论和实际操作技能培训外,还应加强安全文化、质量意识、爱岗敬业和增强荣誉感的教育,特别是核安全文化融入生产活动中的重要性。

4 焊接体系管理的难点

在建设和实施焊接管理体系过程中,主要存在如下两个方面的难点,这些都会给在役核电站的焊接维修工作带来了很大的挑战,体现在:

4.1 技术标准的兼容

前面提到由于核电站的焊接标准规范的差异性,使其国内在役核电站的焊接维修存在相同类别的材料焊接需进行工艺评定转移或重新工艺评定,特别是等效类别材料的维修焊接的工艺评定兼容性,增加了后续维修的焊接自动化技术和工艺开发的问题。

4.2 资格授权和维护

焊工资格授权和维护难度较大,主要体现在焊工需要实践的积累,才能掌握操作经验,而在役核电站的属性决定了难以提供大量的焊接作业,来提升焊工的技术能力,同时焊工必须通过一定的业绩,才可保证其相关资格有效。二是焊工的培训和资格获得门槛较高,需要检修单位付出高额的培训费用;三是焊接项目资格繁杂,任何项目都可能成为制约现场焊接维修活动的重要因素,而维护项目资格投入和客观环境相对苛刻。

5 结语

目前在役核电站的焊接模式,都是借鉴其建造期间的经验。承担焊接的单位的选择应优先于具有建造经验的单位,由于这些单位具备核安全文化价值理念、建造期间的焊接工艺评定经验、核级焊工资质和焊接技术,完善的质量控制体系和熟悉电站的厂房系统,因此在焊接管理体系和实施上、焊接人才、技术、设施和工程量等方面具备独特的优势。承担在役核电站焊接的检修单位,应本着对核安全高度负责的态度,遵循核安全法规相关要求,勇于克服存在的难点,不断优化管理和实施活动,为核电站的安全稳定运行保驾护航。

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