核岛用无缝不锈钢管的质量控制

杨 东 旺

(苏州热工研究院，江苏 苏州 215004)

核岛用无缝不锈钢管的质量控制

杨 东 旺

(苏州热工研究院，江苏 苏州 215004)

结合无缝不锈钢管的制造工艺流程以及质量监督经验，根据钢管的质保等级、工序的重要程度、供应商的综合实力设置质量见证点，对核岛用无缝不锈钢管的制造过程、检验过程以及最终检查过程中的质量控制内容进行了总结，为核电设备质量监督提供参考。

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由于无缝不锈钢管具有良好的耐腐蚀性，通常用于石化、电力、食品等行业。为满足设计需要和安全要求，核岛中存在大量的无缝不锈钢管，质保等级通常为Q1级或Q2级。核岛用无缝不锈钢管主要用于输送介质或传热，通常与容器、水泵、阀门、法兰相连接，是核电站的重要安全屏障[1]。

核岛用无缝不锈钢管是圆形的奥氏体不锈钢[2],钢管尺寸规格很多，每个钢管规格的需求长度均不相同，每支钢管的长度为5 m～10 m，钢管外径最大711 mm，壁厚最大32 mm，由于核岛用无缝不锈钢管具有牌号多、规格多、数量多、质保等级高等特点[3]，因此对核岛用无缝不锈钢管的制造质量进行控制分析具有重要意义。

1 核岛用无缝不锈钢管的制造工艺

1.1 工艺流程图

核岛用无缝不锈钢管通常采用冷拔或冷轧的方式成型，具体制造工艺流程如下：原材料检验→电炉+AOD炉→浇铸→熔炼分析→锻压→热穿孔→荒管酸洗→润滑→冷轧、冷拔→去油→固溶热处理→矫直→抛光→酸洗钝化→定切头尾→理化试验→水压试验→无损检验→尺寸检查→目视检查→喷标→最终检查→包装入库→完工报告审查→质量放行→发运。

1.2 质量见证点设置

在制造活动开始前，首先由供应商向业主提交质量计划，业主委派的质量监督人员根据钢管的质保等级、工序的重要程度、供应商的综合实力等因素设置质量见证点，质量见证点一般分为三种：R点(审查记录和报告点)、W点(现场见证点)、H点(停工待检点)[4]。核岛用无缝不锈钢管的质量见证点设置见表1。

2 制造过程中的质量控制

表1 核岛用无缝不锈钢管的质量见证点设置表

核岛用无缝不锈钢管制造过程中的重要质量控制工序包括开工检查、固溶热处理。

2.1 开工检查

开工检查是开始钢管制造的第一步，主要检查合同和技术文件、质保大纲、制造方案、作业程序、工厂资质、生产设备、计量器具、特殊工种资格、原材料验收报告、车间环境条件。

对于核岛用无缝不锈钢管，供应商需要获得国家核安全局的制造许可，钢管的尺寸、材质范围必须在许可范围内，无损、焊接等特殊工种必须持有国家核安全局颁发的等级证书[5-7]。

2.2 固溶热处理

核岛用无缝不锈钢管的固溶热处理炉有连续辊底炉和箱式炉两种方式，在质量控制时要重点关注保温温度、保温时间、出炉时间、急冷后的水温。

固溶热处理的保温温度控制在1 050 ℃～1 150 ℃之间[2]，保温时间根据技术条件和钢管壁厚确定。

箱式炉钢管保温后出炉时间要短，出炉后在水中急冷，急冷后的水温不能太高，通常采用流动水急冷，以获得过饱和的奥氏体，提高钢管的耐腐蚀性、塑性和韧性。

3 检验过程中的质量控制

核岛用无缝不锈钢管检验过程中的重要质量控制工序包括理化检验、水压试验、无损检验、尺寸检查[8-10]。

3.1 理化试验

理化试验包括拉伸试验、压扁试验、扩口试验、冲击试验、成品化学成分分析、晶粒度检测、夹杂物检测、晶间腐蚀试验。

屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率是拉伸试验的主要判断指标，除此之外还要检查拉伸试样的取样位置、试样的尺寸及标距、拉伸速率、温度控制。

压扁试验和扩口试验主要是检验无缝不锈钢管的塑性和韧性，重点检查试样的尺寸，扩口试验角度，试验后试样表面是否有开裂、分层现象。

冲击试验主要检查取样位置、试样尺寸、试样数量、冲击能量以及冲击后试样的检查。

成品化学成分分析通常包括C，S，P，Si，Mn，Cr，Ni，Mo，Cu，N2等元素。对于核岛用无缝不锈钢管，B，Co含量通常有最大限定值。

晶粒度和夹杂物的数值不能超出合同技术条件的范围。晶间腐蚀试验的检查内容包括取样位置、敏化温度、沸腾时间以及腐蚀后试样的检验。

3.2 水压试验

水压试验通常根据力学性能进行计算，试验压力与钢管强度和壁厚成正比，与钢管外径成反比。质量控制时重点关注水压试验压力、水质、压力表量程、保压时间。

核岛用无缝不锈钢管的水压试验用水为C级水，压力表量程为试验压力的1.5倍～3倍，压力表等级不低于1.0级，保压阶段钢管不能出现泄漏或永久变形。

3.3 无损检验

无损检验包括超声波探伤、渗透探伤、涡流探伤、目视检查，无损检验的等级根据核安全等级确定，核安全等级越高，无损检验的等级越高。

所有钢管都需要做超声波探伤，超声波探伤时主要检查样管、检验人员、检验设备、缺陷判断、缺陷记录、缺陷处理。在打磨区域或有疑问的区域做渗透探伤，小口径钢管需要做涡流探伤，渗透探伤和涡流探伤的质量控制要点与超声波探伤相似。

所有钢管在目视检查合格后方可包装。目视检查时，钢管外壁用肉眼或放大镜检查，钢管内壁用内窥镜检查。

无损检验人员必须具备相应等级的核级资质证书。

3.4 尺寸检查

尺寸检查的内容包括外径、壁厚、椭圆度、弯曲度。外径用千分尺或卡尺进行检查，两端壁厚用千分尺检查，中间壁厚用超声波测厚仪检查，要合理控制中间壁厚检查的间距，防止出现壁厚不均匀现象。椭圆度通过测量垂直方向的两个外径值进行计算，弯曲度用水平尺检查。外径、壁厚、椭圆度和弯曲度的测量数值不能超出合同技术条件的范围。

4 最终检查的质量控制

核岛用无缝不锈钢管最终检查的质量控制工序包括外观检查、包装装箱检查、完工报告审查。检查没有发现违反合同内容后，开出工厂质量放行单。

4.1 外观检查

最终检查是在钢管包装前最后的质量控制工序，主要检查钢管标识、铭牌、内外表面，标识和铭牌中的编码、等级、材质、炉批号、管号等信息是否正确，钢管内外表面是否有异常情况。

4.2 包装装箱检查

如果包装和装箱不合理，钢管在运输和储存过程中可能会损坏或者受到污染。

核岛用无缝不锈钢管通常采用双层包装，内层塑料薄膜的作用是隔离、防潮、防污染，外层包装袋的作用是防尘、防撞和挤压。所有包装材料的卤族元素含量不能高于标准规定的数值。

运输钢管的箱体要安全牢靠，钢管应在箱体内固定，以防止运输过程中窜动。

4.3 完工报告审查

完工报告应按照钢管的炉批号区分，每一炉批号制作一份完工报告。完工报告的内容要完整正确，每一页都要有执行人员签字和供应商的质保印章。通常一份完整的完工报告包括封面、目录、工程质量放行单、产品符合性声明、质量证明书、热处理报告和曲线、理化试验报告和相关图片、水压试验报告和水质报告、无损检验报告、目视检验报告、尺寸检验报告、清洁度报告、质量计划。

4.4 工厂质量放行

在钢管试验检查和完工报告审查都没有发现违反合同内容后，质量监督人员开出工厂质量放行单并在上面签字。工厂质量放行单是供应商开始钢管发运的前提，也是现场人员接货的重要文件。但是工厂质量放行单不能认作是验收报告，并且不减轻供应商所应承担的合同责任。

5 结语

核岛用无缝不锈钢管的质量控制过程是核电设备质量控制的一个缩影，与其他核电设备一样，核岛用无缝不锈钢管是构成核电站安全的纽带。核电设备的监督人员要具有丰富的设备制造经验和较高的专业技术水平，同时熟悉相关的检验方法和标准规范。在监督过程中，监督人员要以合同为依据，认真负责，严格进行质量控制，为核电站的安全可靠运行做出贡献。

[1] 开方明.压水堆核电站常规岛管道材料制造质量的控制[J].质量控制，2011，40(1)：45-49．

[2] RCC-M (2000+2002)，Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Power Plants[S]．

[3] 赵彦芬，遆文新，汪小龙，等．核电站用钢管材料及其国产化[J]．钢管，2007，36(4)：11-14．

[4] 郝 光.核电设备质量见证点跟踪管理方法[J]．中国核电，2012，5(1)：50-57．

[5] 民用核承压设备安全监督管理规定(HAF601)[Z].1992-03-04.

[6] 民用核承压设备无损检测人员培训、考核和取证管理方法(HAF602)[Z].1995-06-06.

[7] 李干杰,李天舒,严天文.中国核承压设备活动的安全监督管理[J]．核动力工程，2005，26(6)：622-626．

[8] EN10216-5,Seamless steel tubes for pressure purposes Technical delivery conditions Part 5:Stainless steel tubes[S].

[9] ASME B3619-2004，Stainless steel pipe[S].

[10] GB 24512.1-2009，核电站用无缝钢管(第1部分)：碳素钢无缝钢管[S].

Quality control of seamless stainless pipes in nuclear island

YANG Dong-wang

(SuzhouNuclearPowerResearchInstitute,Suzhou215004,China)

Combining with production flow process with quality supervision experience of seamless stainless pipes in nuclear island, the quality witness points are set based on quality assurance class, importance of working procedure and comprehensive strength of suppliers. Quality control content is also summarized in production process, check out process and final acceptance of seamless stainless pipes in nuclear island. This will provide the reference for equipment quality supervise of nuclear power.

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1009-6825(2014)07-0220-03

2013-12-23

杨东旺(1979- )，男，硕士，工程师

TU712.3

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