反应堆一回路冷却剂系统设备关键锻件制造的监造控制

青 辉，黎志万，姜 淮，蒋 帆

（反应堆燃料及材料重点实验室，四川 成都 610213）

1 前言

为保证反应堆一回路冷却剂系统的关键锻件的制造商按照相关规范、标准、技术条件等进行生产，并提供满足合同要求的产品，根据有关规定，买方有权对所采购产品的形成过程实施质量监督（即监造）。为了保证质量，确保核安全，反应堆冷却剂系统的关键锻件制造过程已采取三层次的质量验证——质量控制（ QC）、质量监督（ QS）、质量保证（ QA）。

在质量控制（QC）、质量监督（QS）和质量保证（QA）中，质量控制是直接针对产品质量，它致力于满足质量要求；质量保证则主要针对过程质量或活动质量，它致力于提供质量要求会得到满足的信任；质量监督既有针对产品质量的部分，也有针对过程质量与活动质量的部分，这种双重性与它相对于监督对象的独立性是并存的[1]。

反应堆一回路冷却系统主要由反应堆压力容器（ RPV）、蒸汽发生器（ SG）、稳压器（ PRZ）、反应堆冷却剂泵（RCP）、主管道（MPIPE）等构成。本文涉及的关键锻件均为这些关键设备的原材料，包括：RPV的进、出口接管和安全端，上、下封头，筒体，径向支承块，主螺栓等；SG的进、出口接管和安全端，上封头，半球封头，主螺栓等；PRZ的安全端，上、下封头，人孔法兰，主螺栓等；均属于核安全I级、规范I级、抗震I类、质保I级的设备的主要和关键部件。据统计压水堆核电站大约有60项左右的关键设备属于应监造的范围，其中包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、主管道、稳压器、堆内构件、控制棒驱动机构、环吊和燃料组件等[2]。

2 核级关键设备的监造意义

核级关键设备由于其具有安全性、不可更换或很难更换性、制造的周期性、经济性与信心性等特点决定其制造过程必须进行监造，其方式包括制造商/供应商、设计方、主（总）承包商、第三方、业主、核安全部门等多方监造的模式，相关方全面参与监造，从而确保产品质量满足核设施、人员和周围环境的安全要求。

反应堆冷却系统的关键锻件质量是在制造过程中形成的一种品质，它直接决定其所用设备的质量，它对核设施的安全、可靠运行具有至关重要和不可替代的保障作用；监造是外部的一种约束作用，对预防和改进产品质量起到有益的促进和帮助作用。监造是对产品质量、过程质量与活动质量实施监督，也是质量保证体系的组成部分与延伸。

监造要对制造厂的制造过程实施监督、验证，也要对产品操作和检验的人员资格、工艺评定的有效性和合法性、文件的有效性等内容进行检查和验证，从而确保质量保证的各个环节得到控制。

3 监造准备

核设备监造根据规定应建立符合监造服务合同要求的监造组织，确立监造体系所需的管理和文件体系，确定项目的监造运行模式，从事监造工作的人员应培训、考核并取得核级设备监造工程师资格，专家团队的设立是对监造工作的技术和专业支持。

监造工作开展应先了解项目及其合同各参与方的职责和接口关系，弄清合同对监造工作的要求，根据设备采购合同要求和技术资料内容准备监造依据文件，建立适宜监造活动的管理和文件体系。

监造管理体系包括监造活动的计划、组织等的流程或制度，报告制度，接口管理，职责管理等制度和规章。

监造工作必须要完善的监造体系及其文件作为依据，建立监造体系四层次文件：监造质保大纲、监造管理程序、监造工作程序、监造过程文件和文件管理四层次文件。

4 反应堆冷却系统的关键锻件制造的监造控制点的设立

反应堆冷却系统的关键锻件，如材质为16MND5（508-3）低合金钢等重要锻件；根据其锻件制造工艺和质量要求推荐其工艺及质量控制点流程如图1所示。

图1 反应堆冷却系统的关键锻件工艺及质量控制点流程

反应堆冷却系统的关键锻件制造采用的监造控制方式有：授权开工制造检查和完工文件审查设为停工待检H点；粗加工后UT检查、性能热处理、划线取样、机械性能试验、精加工后的无损检测及尺寸等设为现场见证W点；冶炼的浇包分析、锻造、锻后热处理、成品化学成分、硬度、金相等设为报告审查R点；锻造、粗加工、精加工等过程控制由监造进行日常巡检监督和跟踪其质量、进度等。

5 反应堆冷却系统的关键锻件制造的监造活动实施

5.1 工作要求

熟悉或掌握监造所需法规、规范、标准、合同、图纸和相关技术条件；熟悉被监造设备的加工、检查、试验，特别是无损检测等主要方法及相应标准和规范；熟悉制造厂的质量保证大纲及相应的程序和规程；掌握设备监造的管理程序,编写监造计划等[3]。

5.2 停工待检点（H点）

反应堆冷却系统的关键锻件的授权开工制造和完工文件审查两个工序一般设为停工待检点（H点）。

授权开工制造要检查"人、机、料、法、环、测"这六要素，是对制造厂生产前的状态认可，同时也是对制造厂的质量体系和能力的一种熟悉，对其后续工作的开展和产品质量保证提供软、硬件支撑。

完工报告（或文件）的审查是监造工作重点之一，应按RCC-M A3805及合同质保等补充协议对完工文件进行规范性审查外，还应按照设计文件、锻件采购规格书等对其资料和报告等进行符合性审查。

5.3 现场见证点（W点）

反应堆冷却系统的关键锻件，其现场见证点（W点）通常包括粗加工后UT检查、性能热处理、划线取样、力学性能试验、精加工后无损检验、尺寸检验、标识等工序。

下面主要介绍性能热处理、划线取样的见证关注点。性能热处理目的是使其材料获得合格的组织和性能，现场见证的重点主要包括：检查热处理设备的完好和适用范围，热电偶的有效性、测温范围、安装布置和数量、与被测工件可靠接触和包覆，温度记录仪的有效性，记录纸的可靠性，温度测量系统的可靠性，工件数量、规格和编号等；现场查阅热处理工艺规程、工艺卡与制造大纲等是否相符与有效，操作人员的资格等要素。在热处理过程中应巡查，监督升温速度、保温和记录等符合情况。监造易忽视的如热处理炉的恒温区，工件的重量是否超重或每批重量值相符（直接决定产品质量或取样数量），工件淬火时出炉温度的测量、入水时间及工件入、出水温度等。某制造厂生产的某电站的RPV进出口接管有多批次性能热处理后力学性能不合格而报废，经查原因由将1锻4改为1锻2，保证入水温度，改小锻件后冷却速度就加快，性能合格；牌号 40NCDV7.03（40CrNi2MoV）材料热处理前表面质量不好会出现淬火后工件开裂而报废等热处理问题。

划线取样见证，看似简单却直接决定产品质量。见证时核对试件的原材料和相关资料等的符合性，试料分解后的回拼能确认其位置和数量是否正确，试样印记转移跟踪等，确保划线取样的正确就是保证取样产品质量及其真实性。

所有的现场见证H、W点均按照监造程序文件的规定进行监督、核实并做好相应的记录，审查制造厂提供的相关见证点报告合格后完成质量计划见证点的签字，见证工作完成后编写监造活动报告。

5.4 报告及记录审查（R点）

在进行化学成分、锻造、锻后热处理、硬度、金相等R控制点的审查，应对照RCC-M和相关采购技术规格书的要求核对其数据正确性，项目完整性，引用标准合理性等进行查验，无误后关闭其R点。

5.5 巡检

巡检是除现场见证和报告审查外的监造控制手段，巡检的目的不是仅跟踪锻件的进展状态，还要在巡检过程中发现制造厂不规范的行为和纠正不正确的活动，保证产品过程质量受控。

5.6 监造记录控制

反应堆冷却系统的关键锻件的现场监造记录应按照监造过程文件规定的备忘录和观察单、设备催交联络单、活动报告、工厂质量放行单、专题报告、监造日志、监造周报、监造月报、停工令等相关内容和格式进行编写；对现场发现的问题和整改情况进行记录和跟踪。

5.7 不符合项控制

制造过程出现或发现产品的不符合项，应查制造厂是否按照相应项目的不符合项控制程序的规定处理；为保证对不符合要求的物项的控制，要监督制造方的标识和隔离等措施是否合乎规定；监造人员同时要跟踪和识别不符合项的分类是否准确；要监督不符合项及其报告的及时开启；外部不符合项应跟踪处理方案和纠正措施正确，同时还应参加相关的验证活动并对验证签认；跟踪不符合项的纠正预防措施的落实和整改的实施等情况。

6 结论

反应堆冷却系统的关键锻件的材料牌号主要有16MND5 或 18MND5（ 508-3）、40NCDV7.03（ 40CrNi2MoV）、Z2CND18-12（ NS） 或 0Cr18Ni10Ti、NC30Fe(Inconel690)等，材料分类为低合金钢、高强度合金钢、奥氏体不锈钢和镍基合金等，其形状和大小各异、材料性能差异大，这些原材料的制造难度都很高，加工的质量要求已到了国内不少制造商加工能力的极限。实践证明监造对核电产品的加工能力和质量水平的提高发挥了不可替代的作用。核级设备的监造工作也体现在其监造产品质量中，因监造是产品制造的监督者和质量的参与者。保证产品质量和核安全是核级监造应履行的职责。

[1] 顾 军.核电厂设备监造方法与技术[M].北京：原子能出版社，2010.

[2] 谢世球.核电站设备监造实践与建议[J].核电工程与技术，2004，（ 1）.

[3] 谢世球.核电站设备的监造[J].核电工程与技术，1999，12（1）.