控制閥門制造質(zhì)量 確保電站設(shè)備安全運行

馮繼生 章 檬

（蘇州熱工研究院有限公司 江蘇蘇州）

發(fā)電廠使用的閥門流體管路的控制裝置，是介質(zhì)流體管路的隔離屏障，既起著阻隔載熱劑的作用，也是保證電站安全運行的重要部件。電站閥門的基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通，改變介質(zhì)流動方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力和流量，保護管路和設(shè)備正常運行。確保電站安全運行和高效發(fā)電，首先是解決裝備及其部件材料的國產(chǎn)化問題，避免泵閥系統(tǒng)出現(xiàn)故障。從閥門監(jiān)理工作出發(fā)，論述控制閥門制造質(zhì)量的方式及要求。

一、電站閥門特性

電站閥門和核電閥門在本質(zhì)上是相同的，從遵從的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上無太大差異。如大口徑高壓配管主要使用閘閥，大口徑低壓配管則采用蝶閥，小口徑輔助配管大多使用截止閥或角式截止閥。核電閥門主要是指在核島N1、常規(guī)島CI和電站輔助設(shè)施BOP系統(tǒng)中使用的閥門。從安全級別上分為核安全Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和非核級，其中核安全Ⅰ級要求最高，而且數(shù)量和規(guī)格多，標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)。

（1）數(shù)量多。電站閥門是使用數(shù)量較多的介質(zhì)輸送控制設(shè)備，是電站安全運行中必不可少的組成部分。據(jù)統(tǒng)計，一座具有兩臺100萬 kW機組的電站有各類閥門3萬臺，其中，截止閥占33.6%，隔膜閥占26.2%，球閥占12.8%，共占核島閥門的72.6%。

（2）品種與規(guī)格多。主要有閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、安全閥、主蒸汽隔離閥、球閥、隔膜閥、減壓閥和控制閥等，每種又有各自的規(guī)格和名稱。例如，蝶閥有海水襯膠蝶閥、橡膠密封蝶閥、金屬硬密封蝶閥；氣動法蘭連接金屬密封，包括金屬硬密封蝶閥、帶控制箱配對法蘭、螺栓、螺母、墊圈、纏繞墊片；電動法蘭連接，包括橡膠密封蝶閥、帶配對法蘭、螺栓、螺母、墊圈、纏繞墊片等。

（3）標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)。主要體現(xiàn)在一次冷卻系統(tǒng)使用的閥門，因為介質(zhì)中含有放射性輻射物質(zhì)，因此對閥門的密封超級嚴(yán)格，絕不允許泄漏，對閥門的可靠性要求極高，在ASME中均有詳細的規(guī)定。例如，把閥門視作耐壓容器的一種，各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，需有足夠的安裝、操作空間和照明，具有嚴(yán)格的操作規(guī)程。在閥門的質(zhì)量管理上，也比其他類閥門要求高。為此，閥門供應(yīng)商必須制定各種嚴(yán)格的措施，以保證設(shè)備的制造質(zhì)量。

二、閥門質(zhì)量的控制模塊

從多年從事國內(nèi)閥門制造監(jiān)理事務(wù)中發(fā)現(xiàn)：有的閥門供應(yīng)商對制造過程中的質(zhì)量控制不夠重視，存在一些質(zhì)量問題；某些重要的電站閥門技術(shù)尚未突破；總體上仍落后于世界先進水平；重要配套裝置的自動化程度低，可靠性差；制造工藝比較落后，管理水平較低。為提高泵閥在內(nèi)的零部件制造質(zhì)量，應(yīng)采用監(jiān)督質(zhì)量控制基本模塊，內(nèi)容如下：

（1）原材料確認。審查原材料質(zhì)量證明書，復(fù)核實際使用的材料牌號和規(guī)格尺寸。經(jīng)過文件、實物及復(fù)驗見證，確認原材料的使用規(guī)格不低于合同或技術(shù)協(xié)議的規(guī)定后，方可確認。

（2）外觀質(zhì)量檢查。在現(xiàn)場巡檢中是以閥門部件外觀質(zhì)量作為檢查的重要內(nèi)容，主要通過目視檢查，如果外觀質(zhì)量總體較好即可放行。而監(jiān)理更多采取預(yù)先提示和事前預(yù)防的做法，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題和減少缺陷，發(fā)現(xiàn)缺陷需及時整改。

（3）無損檢測。根據(jù)工藝過程，制造廠分別應(yīng)用UT、RT、PT、MT、VT、LT等方法。因此，一定要審查無損檢測報告，確認所有無損檢測的部位及其相應(yīng)的檢測方法、比例、驗收標(biāo)準(zhǔn)和級別、檢測人員的資質(zhì)、檢測報告的規(guī)范性等，均應(yīng)符合技術(shù)協(xié)議、設(shè)計及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（4）泄漏檢驗。為確保閥體強度和嚴(yán)密性，每個閥門都要進行嚴(yán)格的泄漏檢驗。即充氣皂泡檢驗和氦氣檢驗。其中氦氣檢驗的方法較為先進，對裂紋導(dǎo)致的泄漏更加敏感，但成本較高，工廠一般用氦檢替代氟利昂檢驗。必要時，現(xiàn)場監(jiān)理要事前提請制造廠按照技術(shù)協(xié)議規(guī)定進行氦檢，并進行旁站見證，以確認檢查結(jié)果符合技術(shù)協(xié)議的要求。

（5）水壓試驗。閥門的水壓試驗過程中，為確保密封的嚴(yán)密性，在試驗前后都要仔細檢查，同時對試驗過程進行旁站見證。

三、閥門制造質(zhì)量的全過程控制模式

1.原材料控制

原材料入廠后，首先要檢查相應(yīng)批次的材質(zhì)報告及實物。監(jiān)理人員需要對合同中的設(shè)備制造質(zhì)量監(jiān)督程序及分包商的管理要求進行梳理，將采購管理要求傳達給供應(yīng)商及分包商。在對制造開工文件檢查時，應(yīng)重點對采購合同、技術(shù)協(xié)議、適用的執(zhí)行文件等進行審查，應(yīng)自始至終使用好控制模塊，確保原材料符合要求。檢查中發(fā)現(xiàn)的典型事例如下。

（1）不同材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能，共用一個材質(zhì)合格證號。①原材料化學(xué)成分缺項。例如，某閥門廠的閥門閥體雖然適用的是某種規(guī)范，但沒有按要求檢測Mo、N、CO等元素，存在缺項問題，要求提供熔煉和成品分析報告時，也只提供一組化學(xué)成分報告等；②性能試驗不規(guī)范和漏項。例如，有些閥門使用的是鍛件，按規(guī)范要求應(yīng)檢測硬度，而某些閥門廠未做硬度檢查；③有些棒材力學(xué)性能試驗取樣要求，應(yīng)在硬度最高和最低的材料上取樣，而實際上采取的是隨機取樣的做法。

（2）多份材質(zhì)合格證，缺少供應(yīng)商試驗員、批準(zhǔn)人的簽字。①由于材料是制造廠方負責(zé)采購的，必須要求其加強對采購環(huán)節(jié)的控制和管理，對重要部件的檢驗和試驗項目進行監(jiān)督或抽查，在原材料進廠前要嚴(yán)格把關(guān)，入廠后再進行復(fù)驗；②未按照與合同約定的技術(shù)條件進行采購，例如，某閥門閥蓋要求采購規(guī)范材料，而實際采購的閥蓋材料與技術(shù)要求不符；③鑄件材料表面質(zhì)量問題突出，主要表現(xiàn)為砂眼、夾砂、表面裂紋等。

2.生產(chǎn)過程控制

閥門在生產(chǎn)過程中，熱處理、焊接、無損檢測、水壓試驗是重要的見證點，主要存在下列問題。

（1）熱處理問題。①參數(shù)控制不符合要求。例如，某閥門廠碳鋼閥體焊接后的消應(yīng)力處理，裝爐溫度高于規(guī)范要求；②熱處理工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，某閥桿的硬化處理溫度是725±10℃，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的720±10℃；③不需要消應(yīng)力熱處理的工件進行了熱處理，例如，某閥門廠的閥座（材料是316 L）焊接后，根據(jù)工藝要求不需進行消應(yīng)力熱處理，但卻進行了550℃的消應(yīng)力處理。為此，應(yīng)督促供應(yīng)商提高工藝文件質(zhì)量，把好文件編制、審核和批準(zhǔn)關(guān)，加強制造過程的質(zhì)量控制。

（2）焊接問題。應(yīng)在焊接前，對人員資質(zhì)、焊機、焊材、焊接本體、焊接工藝評定等進行詳細檢查。焊接中需關(guān)注不同焊層所用的焊材規(guī)格及相應(yīng)的層間溫度。例如，在審查完工報告時發(fā)現(xiàn)兩塊閘板的密封面堆焊“層間溫度”分別為300℃和350℃，而350℃已超出WPS中“層間溫度”≤300℃的要求，于是監(jiān)理要求對上述事實進行調(diào)查，找出原因并進行處理。

（3）無損檢測問題。閥門的密封面一般都要求做無損檢測，如滲透探傷(PT)等。但檢驗中經(jīng)常遇到，①無損檢測的環(huán)境條件不符合相關(guān)要求。例如，冬季進行閘板密封面滲透檢測時，溫度已低于RCCM規(guī)定的要求，制造廠未采取加熱措施而實施滲透檢測；②無損檢測后表面清洗不干凈。由于閥門的零部件較多，滲透檢測后制劑未清洗干凈就向下流轉(zhuǎn)。為避免以上問題發(fā)生，監(jiān)理需及時和制造廠溝通，并提高無損檢測人員責(zé)任感，按要求認真完成規(guī)定的無損檢測工作。

（4）水壓試驗。首先應(yīng)保證試驗用水質(zhì)量。監(jiān)理在出席某制造廠的閥門壓力試驗時發(fā)現(xiàn)，水壓試驗應(yīng)出示 A級水質(zhì)報告，而水樣分析報告上的水樣分析日期距試驗日期已有1個月。經(jīng)監(jiān)理指出后重新采購了檢驗合格的A級水，但因不是每天采購?fù)把b水，在連續(xù)進行水壓試驗的情況下依然不能保證試驗用水的要求。在檢查試驗大綱的“試驗介質(zhì)”時，關(guān)于水樣分析驗證的時間要求并未提及，現(xiàn)場實施人員也不清楚采購的桶裝水在保存多久后需重新驗證或廢棄。最后制造廠決定采購過濾器自產(chǎn)B級水，在每次試驗前采購足量的A級水，以保證試驗時符合規(guī)程要求。

其次，應(yīng)注意壓力表的精度。例如，在對某制造廠計量室抽查時發(fā)現(xiàn)，壓力表的精度等級均為1.5或以下，不符合“壓力測量儀器的最大允許誤差＜1%”的要求。水壓試驗后應(yīng)按要求督促制造廠對閥門進行烘干處理，特別是對密封填料的處理。監(jiān)理在一次檢查時發(fā)現(xiàn)，幾臺閘閥的閥蓋與閥桿結(jié)合部位存有銹跡，懷疑是水壓試驗后對填料的烘干或處理措施不當(dāng)所致，且非個別現(xiàn)象。

第三，需關(guān)注電動閥門的開關(guān)時間。例如，有的閥門開關(guān)時間為14.31～14.61 s，不符合圖紙14 s的要求，但技術(shù)規(guī)格書的要求是＜20 s。由于涉及已發(fā)運的10多臺和未發(fā)運的6臺閥門，監(jiān)理發(fā)布了OS單，要求供應(yīng)商升版圖紙，并發(fā)布E1類NCR，圖紙經(jīng)采購方批準(zhǔn)后方可發(fā)運相關(guān)閥門，并關(guān)閉E1類NCR。每個閥門的功能試驗，尤其是帶有電動或汽動執(zhí)行機構(gòu)的都需要見證，并在試驗過程中核對技術(shù)規(guī)格書及圖紙要求，確保滿足技術(shù)規(guī)范的要求。

3.最終檢查及裝箱時的控制

在最終檢查時，每臺（套）閥門需要最終確認圖紙，檢查閥門尺寸、通道內(nèi)腔、銘牌、鋼印號等。例如，閥門操作手輪開關(guān)標(biāo)識為O/F，而閥體上閥門開關(guān)標(biāo)識為O/C，設(shè)備上兩處標(biāo)識不一致，監(jiān)理要求制造廠立即整改。對不銹鋼閥門最終檢查時，曾發(fā)現(xiàn)閥門殼體內(nèi)部存有污物和銹蝕等。因不銹鋼閥門無法涂防銹油，在水壓試驗后要特別注意其清潔及干燥情況，防止受到污染。

4.制造完工報告的控制

由于電站閥門的特殊性，除了對產(chǎn)品實物嚴(yán)格要求外，對相關(guān)文件也應(yīng)嚴(yán)格要求，特別是需要提交的產(chǎn)品完工報告。有些制造廠家因?qū)υO(shè)備完工報告要求不清楚，以及閥門的零部件多、生產(chǎn)環(huán)節(jié)繁瑣、完工報告收集與生產(chǎn)進度不同步等。例如，①完工文件不能及時匯編，甚至發(fā)貨1年后尚不能提交完工報告；②供應(yīng)商編制完工報告缺少審核程序，審查過分依賴監(jiān)理人員；③完工文件內(nèi)容不完整，缺少需要提交的報告；④報告中的筆誤、不清晰、缺少追溯性、無簽字等問題較多。為此，監(jiān)理需要不斷地與制造廠溝通，明確和落實供應(yīng)商完工報告收集、整理、審核的責(zé)任，確保在發(fā)貨前制造廠及時提交完工報告。較好的辦法是將生產(chǎn)過程的質(zhì)量計劃下發(fā)到車間，和零部件的工序一起流轉(zhuǎn)，可使收集工作快捷很多。

電站閥門制造過程的質(zhì)量控制是一個系統(tǒng)工程，制造廠往往在設(shè)備制造過程中，對質(zhì)量控制的重要性認識不夠，措施不夠嚴(yán)格，而引發(fā)多起質(zhì)量問題。有些問題不僅嚴(yán)重，而且教訓(xùn)相當(dāng)深刻。因此，控制閥門制造質(zhì)量，必須要引起業(yè)主和制造廠相關(guān)人員的高度關(guān)注和思考，以確保電站設(shè)備安全運行。