核島用無(wú)縫不銹鋼管的質(zhì)量控制

楊 東 旺

(蘇州熱工研究院，江蘇 蘇州 215004)

核島用無(wú)縫不銹鋼管的質(zhì)量控制

楊 東 旺

(蘇州熱工研究院，江蘇 蘇州 215004)

結(jié)合無(wú)縫不銹鋼管的制造工藝流程以及質(zhì)量監(jiān)督經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)鋼管的質(zhì)保等級(jí)、工序的重要程度、供應(yīng)商的綜合實(shí)力設(shè)置質(zhì)量見證點(diǎn)，對(duì)核島用無(wú)縫不銹鋼管的制造過程、檢驗(yàn)過程以及最終檢查過程中的質(zhì)量控制內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，為核電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督提供參考。

核電，核島，鋼管，質(zhì)量控制

由于無(wú)縫不銹鋼管具有良好的耐腐蝕性，通常用于石化、電力、食品等行業(yè)。為滿足設(shè)計(jì)需要和安全要求，核島中存在大量的無(wú)縫不銹鋼管，質(zhì)保等級(jí)通常為Q1級(jí)或Q2級(jí)。核島用無(wú)縫不銹鋼管主要用于輸送介質(zhì)或傳熱，通常與容器、水泵、閥門、法蘭相連接，是核電站的重要安全屏障[1]。

核島用無(wú)縫不銹鋼管是圓形的奧氏體不銹鋼[2],鋼管尺寸規(guī)格很多，每個(gè)鋼管規(guī)格的需求長(zhǎng)度均不相同，每支鋼管的長(zhǎng)度為5 m～10 m，鋼管外徑最大711 mm，壁厚最大32 mm，由于核島用無(wú)縫不銹鋼管具有牌號(hào)多、規(guī)格多、數(shù)量多、質(zhì)保等級(jí)高等特點(diǎn)[3]，因此對(duì)核島用無(wú)縫不銹鋼管的制造質(zhì)量進(jìn)行控制分析具有重要意義。

1 核島用無(wú)縫不銹鋼管的制造工藝

1.1 工藝流程圖

核島用無(wú)縫不銹鋼管通常采用冷拔或冷軋的方式成型，具體制造工藝流程如下：原材料檢驗(yàn)→電爐+AOD爐→澆鑄→熔煉分析→鍛壓→熱穿孔→荒管酸洗→潤(rùn)滑→冷軋、冷拔→去油→固溶熱處理→矯直→拋光→酸洗鈍化→定切頭尾→理化試驗(yàn)→水壓試驗(yàn)→無(wú)損檢驗(yàn)→尺寸檢查→目視檢查→噴標(biāo)→最終檢查→包裝入庫(kù)→完工報(bào)告審查→質(zhì)量放行→發(fā)運(yùn)。

1.2 質(zhì)量見證點(diǎn)設(shè)置

在制造活動(dòng)開始前，首先由供應(yīng)商向業(yè)主提交質(zhì)量計(jì)劃，業(yè)主委派的質(zhì)量監(jiān)督人員根據(jù)鋼管的質(zhì)保等級(jí)、工序的重要程度、供應(yīng)商的綜合實(shí)力等因素設(shè)置質(zhì)量見證點(diǎn)，質(zhì)量見證點(diǎn)一般分為三種：R點(diǎn)(審查記錄和報(bào)告點(diǎn))、W點(diǎn)(現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn))、H點(diǎn)(停工待檢點(diǎn))[4]。核島用無(wú)縫不銹鋼管的質(zhì)量見證點(diǎn)設(shè)置見表1。

2 制造過程中的質(zhì)量控制

表1 核島用無(wú)縫不銹鋼管的質(zhì)量見證點(diǎn)設(shè)置表

核島用無(wú)縫不銹鋼管制造過程中的重要質(zhì)量控制工序包括開工檢查、固溶熱處理。

2.1 開工檢查

開工檢查是開始鋼管制造的第一步，主要檢查合同和技術(shù)文件、質(zhì)保大綱、制造方案、作業(yè)程序、工廠資質(zhì)、生產(chǎn)設(shè)備、計(jì)量器具、特殊工種資格、原材料驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、車間環(huán)境條件。

對(duì)于核島用無(wú)縫不銹鋼管，供應(yīng)商需要獲得國(guó)家核安全局的制造許可，鋼管的尺寸、材質(zhì)范圍必須在許可范圍內(nèi)，無(wú)損、焊接等特殊工種必須持有國(guó)家核安全局頒發(fā)的等級(jí)證書[5-7]。

2.2 固溶熱處理

核島用無(wú)縫不銹鋼管的固溶熱處理爐有連續(xù)輥底爐和箱式爐兩種方式，在質(zhì)量控制時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注保溫溫度、保溫時(shí)間、出爐時(shí)間、急冷后的水溫。

固溶熱處理的保溫溫度控制在1 050 ℃～1 150 ℃之間[2]，保溫時(shí)間根據(jù)技術(shù)條件和鋼管壁厚確定。

箱式爐鋼管保溫后出爐時(shí)間要短，出爐后在水中急冷，急冷后的水溫不能太高，通常采用流動(dòng)水急冷，以獲得過飽和的奧氏體，提高鋼管的耐腐蝕性、塑性和韌性。

3 檢驗(yàn)過程中的質(zhì)量控制

核島用無(wú)縫不銹鋼管檢驗(yàn)過程中的重要質(zhì)量控制工序包括理化檢驗(yàn)、水壓試驗(yàn)、無(wú)損檢驗(yàn)、尺寸檢查[8-10]。

3.1 理化試驗(yàn)

理化試驗(yàn)包括拉伸試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、成品化學(xué)成分分析、晶粒度檢測(cè)、夾雜物檢測(cè)、晶間腐蝕試驗(yàn)。

屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率是拉伸試驗(yàn)的主要判斷指標(biāo)，除此之外還要檢查拉伸試樣的取樣位置、試樣的尺寸及標(biāo)距、拉伸速率、溫度控制。

壓扁試驗(yàn)和擴(kuò)口試驗(yàn)主要是檢驗(yàn)無(wú)縫不銹鋼管的塑性和韌性，重點(diǎn)檢查試樣的尺寸，擴(kuò)口試驗(yàn)角度，試驗(yàn)后試樣表面是否有開裂、分層現(xiàn)象。

沖擊試驗(yàn)主要檢查取樣位置、試樣尺寸、試樣數(shù)量、沖擊能量以及沖擊后試樣的檢查。

成品化學(xué)成分分析通常包括C，S，P，Si，Mn，Cr，Ni，Mo，Cu，N2等元素。對(duì)于核島用無(wú)縫不銹鋼管，B，Co含量通常有最大限定值。

晶粒度和夾雜物的數(shù)值不能超出合同技術(shù)條件的范圍。晶間腐蝕試驗(yàn)的檢查內(nèi)容包括取樣位置、敏化溫度、沸騰時(shí)間以及腐蝕后試樣的檢驗(yàn)。

3.2 水壓試驗(yàn)

水壓試驗(yàn)通常根據(jù)力學(xué)性能進(jìn)行計(jì)算，試驗(yàn)壓力與鋼管強(qiáng)度和壁厚成正比，與鋼管外徑成反比。質(zhì)量控制時(shí)重點(diǎn)關(guān)注水壓試驗(yàn)壓力、水質(zhì)、壓力表量程、保壓時(shí)間。

核島用無(wú)縫不銹鋼管的水壓試驗(yàn)用水為C級(jí)水，壓力表量程為試驗(yàn)壓力的1.5倍～3倍，壓力表等級(jí)不低于1.0級(jí)，保壓階段鋼管不能出現(xiàn)泄漏或永久變形。

3.3 無(wú)損檢驗(yàn)

無(wú)損檢驗(yàn)包括超聲波探傷、滲透探傷、渦流探傷、目視檢查，無(wú)損檢驗(yàn)的等級(jí)根據(jù)核安全等級(jí)確定，核安全等級(jí)越高，無(wú)損檢驗(yàn)的等級(jí)越高。

所有鋼管都需要做超聲波探傷，超聲波探傷時(shí)主要檢查樣管、檢驗(yàn)人員、檢驗(yàn)設(shè)備、缺陷判斷、缺陷記錄、缺陷處理。在打磨區(qū)域或有疑問的區(qū)域做滲透探傷，小口徑鋼管需要做渦流探傷，滲透探傷和渦流探傷的質(zhì)量控制要點(diǎn)與超聲波探傷相似。

所有鋼管在目視檢查合格后方可包裝。目視檢查時(shí)，鋼管外壁用肉眼或放大鏡檢查，鋼管內(nèi)壁用內(nèi)窺鏡檢查。

無(wú)損檢驗(yàn)人員必須具備相應(yīng)等級(jí)的核級(jí)資質(zhì)證書。

3.4 尺寸檢查

尺寸檢查的內(nèi)容包括外徑、壁厚、橢圓度、彎曲度。外徑用千分尺或卡尺進(jìn)行檢查，兩端壁厚用千分尺檢查，中間壁厚用超聲波測(cè)厚儀檢查，要合理控制中間壁厚檢查的間距，防止出現(xiàn)壁厚不均勻現(xiàn)象。橢圓度通過測(cè)量垂直方向的兩個(gè)外徑值進(jìn)行計(jì)算，彎曲度用水平尺檢查。外徑、壁厚、橢圓度和彎曲度的測(cè)量數(shù)值不能超出合同技術(shù)條件的范圍。

4 最終檢查的質(zhì)量控制

核島用無(wú)縫不銹鋼管最終檢查的質(zhì)量控制工序包括外觀檢查、包裝裝箱檢查、完工報(bào)告審查。檢查沒有發(fā)現(xiàn)違反合同內(nèi)容后，開出工廠質(zhì)量放行單。

4.1 外觀檢查

最終檢查是在鋼管包裝前最后的質(zhì)量控制工序，主要檢查鋼管標(biāo)識(shí)、銘牌、內(nèi)外表面，標(biāo)識(shí)和銘牌中的編碼、等級(jí)、材質(zhì)、爐批號(hào)、管號(hào)等信息是否正確，鋼管內(nèi)外表面是否有異常情況。

4.2 包裝裝箱檢查

如果包裝和裝箱不合理，鋼管在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中可能會(huì)損壞或者受到污染。

核島用無(wú)縫不銹鋼管通常采用雙層包裝，內(nèi)層塑料薄膜的作用是隔離、防潮、防污染，外層包裝袋的作用是防塵、防撞和擠壓。所有包裝材料的鹵族元素含量不能高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。

運(yùn)輸鋼管的箱體要安全牢靠，鋼管應(yīng)在箱體內(nèi)固定，以防止運(yùn)輸過程中竄動(dòng)。

4.3 完工報(bào)告審查

完工報(bào)告應(yīng)按照鋼管的爐批號(hào)區(qū)分，每一爐批號(hào)制作一份完工報(bào)告。完工報(bào)告的內(nèi)容要完整正確，每一頁(yè)都要有執(zhí)行人員簽字和供應(yīng)商的質(zhì)保印章。通常一份完整的完工報(bào)告包括封面、目錄、工程質(zhì)量放行單、產(chǎn)品符合性聲明、質(zhì)量證明書、熱處理報(bào)告和曲線、理化試驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)圖片、水壓試驗(yàn)報(bào)告和水質(zhì)報(bào)告、無(wú)損檢驗(yàn)報(bào)告、目視檢驗(yàn)報(bào)告、尺寸檢驗(yàn)報(bào)告、清潔度報(bào)告、質(zhì)量計(jì)劃。

4.4 工廠質(zhì)量放行

在鋼管試驗(yàn)檢查和完工報(bào)告審查都沒有發(fā)現(xiàn)違反合同內(nèi)容后，質(zhì)量監(jiān)督人員開出工廠質(zhì)量放行單并在上面簽字。工廠質(zhì)量放行單是供應(yīng)商開始鋼管發(fā)運(yùn)的前提，也是現(xiàn)場(chǎng)人員接貨的重要文件。但是工廠質(zhì)量放行單不能認(rèn)作是驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，并且不減輕供應(yīng)商所應(yīng)承擔(dān)的合同責(zé)任。

5 結(jié)語(yǔ)

核島用無(wú)縫不銹鋼管的質(zhì)量控制過程是核電設(shè)備質(zhì)量控制的一個(gè)縮影，與其他核電設(shè)備一樣，核島用無(wú)縫不銹鋼管是構(gòu)成核電站安全的紐帶。核電設(shè)備的監(jiān)督人員要具有豐富的設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)和較高的專業(yè)技術(shù)水平，同時(shí)熟悉相關(guān)的檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在監(jiān)督過程中，監(jiān)督人員要以合同為依據(jù)，認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，為核電站的安全可靠運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。

[1] 開方明.壓水堆核電站常規(guī)島管道材料制造質(zhì)量的控制[J].質(zhì)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] 趙彥芬，遆文新，汪小龍，等．核電站用鋼管材料及其國(guó)產(chǎn)化[J]．鋼管，2007，36(4)：11-14．

[4] 郝 光.核電設(shè)備質(zhì)量見證點(diǎn)跟蹤管理方法[J]．中國(guó)核電，2012，5(1)：50-57．

[5] 民用核承壓設(shè)備安全監(jiān)督管理規(guī)定(HAF601)[Z].1992-03-04.

[6] 民用核承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員培訓(xùn)、考核和取證管理方法(HAF602)[Z].1995-06-06.

[7] 李干杰,李天舒,嚴(yán)天文.中國(guó)核承壓設(shè)備活動(dòng)的安全監(jiān)督管理[J]．核動(dòng)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，核電站用無(wú)縫鋼管(第1部分)：碳素鋼無(wú)縫鋼管[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

楊東旺(1979- )，男，碩士，工程師

TU712.3

A