核電堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)導(dǎo)向管焊接質(zhì)量控制

張勇斌　庾濤鋒

摘 要：核電堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)是主系統(tǒng)中關(guān)鍵敏感的系統(tǒng)之一，文章針對(duì)其系統(tǒng)中導(dǎo)向管與壓力容器管座焊接施工過(guò)程，從事前、事中、事后及“5M1E”等方面采取措施進(jìn)行控制，確保了現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量，為后續(xù)中子通量焊接施工提供了參考。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)向管；焊接；質(zhì)量控制

堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)是核電站運(yùn)行過(guò)程中測(cè)量反應(yīng)堆熱中子通量分布的，是主系統(tǒng)中非常重要的系統(tǒng)之一，其中中子通量導(dǎo)向管則是堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。M310型堆芯中子主要包括1個(gè)貫穿件組件、50根中子通量導(dǎo)向管、50個(gè)手動(dòng)閥、50個(gè)調(diào)整塞以及貫穿件等。50根導(dǎo)向管由不銹鋼Z2CN18-10加工而成，形狀均成 “L”型，長(zhǎng)度在8～11.5m，上端與壓力容器底部管座對(duì)應(yīng)焊接，下端通過(guò)貫穿件與手動(dòng)閥密封組件焊接，形成一回路水的密封。由于導(dǎo)向管內(nèi)壁與一回路水直接接觸，承受與反應(yīng)堆壓力容器相同的壓力，因而對(duì)導(dǎo)向管焊接質(zhì)量要求特別高。

1 前期準(zhǔn)備工作

中子通量測(cè)量系統(tǒng)作為重要的主系統(tǒng)之一，核安全局對(duì)施工質(zhì)量非常重視并設(shè)置了見(jiàn)證點(diǎn)，業(yè)主、安裝單位及監(jiān)理公司也將其上升到一定高度，監(jiān)理公司組織編寫(xiě)專項(xiàng)策劃方案并成立質(zhì)控小組對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行監(jiān)督檢查。施工前對(duì)技術(shù)文件進(jìn)行研究梳理，從焊接工藝評(píng)定過(guò)程、施工方案可行性、施工過(guò)程中安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、清潔區(qū)建立等方面進(jìn)行了監(jiān)督審查。

1.1 焊接工藝評(píng)定。施工前組織各方認(rèn)真研究學(xué)習(xí)技術(shù)文件，按照技術(shù)文件要求完成了工藝評(píng)定，并全程參與工藝評(píng)定過(guò)程見(jiàn)證，對(duì)工藝評(píng)定過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)歸納總結(jié)形成經(jīng)驗(yàn)反饋并組織安裝單位學(xué)習(xí)。

1.2 施工方案審查。按照技術(shù)文件對(duì)焊接施工方案進(jìn)行符合性審查，對(duì)方案中施工步驟、施工工藝、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、施工記錄、施工可行性等方面進(jìn)行認(rèn)真的審查。

1.3 施工過(guò)程中安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)分析?，F(xiàn)場(chǎng)施工前充分考慮了施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的安全質(zhì)量問(wèn)題，提前做好了風(fēng)險(xiǎn)分析工作，并制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急處理措施，確保了過(guò)程中突發(fā)安全質(zhì)量問(wèn)題能得到很好的解決。

1.4 清潔區(qū)建立。堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)施工時(shí)土建單位還未對(duì)房間進(jìn)行裝修，地面、墻壁積灰嚴(yán)重，粉塵較大。為了保證施工質(zhì)量，施工前要求安裝單位按照技術(shù)文件要求建立滿足材料、部件等級(jí)的Ⅰ級(jí)清潔區(qū)，并保證焊接實(shí)施工作區(qū)域具有良好的通風(fēng)、照明設(shè)施；定期對(duì)清潔區(qū)進(jìn)行清理，并設(shè)立控制專區(qū)，控制進(jìn)入施工區(qū)域人員。進(jìn)入專區(qū)必須穿戴白大褂、鞋套，專區(qū)內(nèi)設(shè)備機(jī)具、工裝材料按照?qǐng)龅匾?guī)劃進(jìn)行擺放，做到文明施工。

2 現(xiàn)場(chǎng)焊接施工前控制

2.1 人員資質(zhì)經(jīng)驗(yàn)審查。焊工需經(jīng)過(guò)法國(guó)AREVA 公司培訓(xùn)合格，并取得相應(yīng)的資格項(xiàng)目的操作證，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工強(qiáng)度、人員狀態(tài)等情況，現(xiàn)場(chǎng)配備2～3人，1人操作，其余作為替補(bǔ)，現(xiàn)場(chǎng)焊接前先在試驗(yàn)件上進(jìn)行模擬焊接，滿足條件后方可焊接正式產(chǎn)品。打磨人員經(jīng)過(guò)相關(guān)培訓(xùn)且經(jīng)驗(yàn)豐富，能積極配合焊工的操作。焊接檢查人員、無(wú)損檢驗(yàn)人員均具有相應(yīng)的資格證（Ⅱ級(jí)），且資格在有效期內(nèi)。所有參與施工的人員均參加了技術(shù)交底和安全交底，熟悉施工過(guò)程中的重點(diǎn)難點(diǎn)，掌握突發(fā)事件中問(wèn)題的處理要點(diǎn)。

2.2 設(shè)備狀況。現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)使用的焊機(jī)、工機(jī)具、儀器儀表等均標(biāo)定合格，并在有效期內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)施工前應(yīng)向相關(guān)部門(mén)開(kāi)具一級(jí)動(dòng)火票并申請(qǐng)?jiān)O(shè)置專項(xiàng)施工電源，避免因突發(fā)性斷電影響焊接質(zhì)量。

2.3 材料狀況。導(dǎo)向管與壓力容器管座焊接所需焊材為ERNiCrFe7，直徑為ф1.6?，F(xiàn)場(chǎng)焊接前由焊接工程師開(kāi)具焊材領(lǐng)用單，焊工攜帶領(lǐng)用單去焊材庫(kù)領(lǐng)取，焊絲桶標(biāo)簽清晰明了，專筒專用；焊接工作結(jié)束后，及時(shí)將剩余焊絲及焊絲頭交回焊材庫(kù)。

2.4 焊接工藝。正式產(chǎn)品件焊接前施工人員均應(yīng)熟悉焊接方案、技術(shù)交底、安全交底，焊工掌握焊接數(shù)據(jù)單中的相關(guān)參數(shù)，并將焊接數(shù)據(jù)包懸掛在施工區(qū)域以備焊工查看。

2.5 環(huán)境狀況。焊接前再次對(duì)清潔度進(jìn)行檢查，確認(rèn)滿足Ⅰ級(jí)工作區(qū)后方可進(jìn)行焊接，清潔區(qū)應(yīng)設(shè)立控制專區(qū)由專專人負(fù)責(zé)，對(duì)進(jìn)出入人員及攜帶物品進(jìn)行登記，無(wú)關(guān)人員一律不允許進(jìn)入；清潔區(qū)應(yīng)定期進(jìn)行清潔，施工員身著連體服、鞋套，檢察人員身著白大褂，并定期對(duì)連體服、白大褂進(jìn)行清洗，施工過(guò)程中嚴(yán)禁人員隨意走動(dòng)，干擾焊工注意力。

3 現(xiàn)場(chǎng)焊接施工過(guò)程控制

3.1 組對(duì)前無(wú)損檢測(cè)。檢測(cè)前核對(duì)導(dǎo)向管編號(hào)與壓力容器管座的一致性，導(dǎo)向管與壓力容器管座組對(duì)前的待焊表面及其鄰近區(qū)域按照RCCM S7361、RCCM S7362要求進(jìn)行尺寸外觀檢查，按照RCCM S7363進(jìn)行坡口液體滲透檢測(cè)，液體滲透前用不銹鋼膠帶對(duì)管端進(jìn)行封堵，避免滲透液、顯像劑進(jìn)入導(dǎo)向管內(nèi)部。

3.2 點(diǎn)焊組對(duì)。管座無(wú)損檢測(cè)合格后將外部水冷管穿入管座裝并臨時(shí)固定，將無(wú)損檢測(cè)合格的導(dǎo)向管插入管座，采用專用工具進(jìn)行組對(duì)定位，根部組對(duì)間隙保證在4±0.5mm，按照焊接數(shù)據(jù)包要求調(diào)整好焊接位置并將組件點(diǎn)焊固定；點(diǎn)焊時(shí)工件內(nèi)表面充氬保護(hù)，組對(duì)完成后，對(duì)工件坡口采用丙酮清理，并進(jìn)行焊縫標(biāo)識(shí)。對(duì)定位焊縫按RCCM S7382 的要求進(jìn)行外觀檢查，不允許存在氣孔或裂紋，對(duì)存在的缺陷必須清除后重焊，有疑問(wèn)時(shí)進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)。

3.3 導(dǎo)向管焊接。導(dǎo)向管與壓力容器管座焊接采用氬弧焊，定位焊及打底焊時(shí)背面充氬保護(hù)（整管充氬）氬氣流量大于13L/min，外部水冷管通入循環(huán)水進(jìn)行冷卻；打底焊完成后按照RCCM S7363要求進(jìn)行層間液體滲透檢測(cè)，合格后進(jìn)行后續(xù)焊道焊接。后續(xù)焊接時(shí)外部裝水冷管、內(nèi)部噴水管方式進(jìn)行冷卻，焊接過(guò)程中隨時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)外部除鹽水流量，每焊一層用紅外線測(cè)溫儀監(jiān)測(cè)層間溫度，并做好記錄?，F(xiàn)場(chǎng)焊接過(guò)程中需注意壓力容器中交叉施工，充氬過(guò)程中應(yīng)盡可能避免在壓力容器中施工。

3.4 焊后打磨。打磨過(guò)程中，需用量規(guī)進(jìn)行測(cè)量，避免打磨過(guò)度，影響RT探傷結(jié)果；打磨過(guò)程中應(yīng)特別注意，避免傷及管座及導(dǎo)向管母材。

3.5 尺寸測(cè)量。打磨后用專用檢驗(yàn)規(guī)對(duì)焊縫尺寸進(jìn)行測(cè)量，檢驗(yàn)規(guī)應(yīng)與焊縫表面緊密接觸。

4 焊后無(wú)損檢測(cè)

焊接完成后對(duì)焊縫進(jìn)行打磨，打磨過(guò)程中，按照RCCM 7461 、RCCM 7463進(jìn)行目視檢查及尺寸檢查，尺寸檢查采用專用工具進(jìn)行。合格后按照RCCM 7714、RCCM7741進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)、射線檢驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)采用專用工具補(bǔ)償器對(duì)厚度進(jìn)行補(bǔ)償。打磨時(shí)需常用測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量，避免打磨過(guò)度，射線拍片時(shí)需拍到組對(duì)間隙處，焊后根部間隙必須大于0。

5 結(jié)語(yǔ)

堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)導(dǎo)向管是主系統(tǒng)中關(guān)鍵性敏感設(shè)備，焊接質(zhì)量要求高，施工前充分考慮現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提前做好安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，并制定相應(yīng)措施，從事前、事中、事后及“5M1E”等方面入手，嚴(yán)格控制施工過(guò)程，最終RT檢測(cè)合格率100%。施工過(guò)程焊接工程師全程參與，得到了一定的鍛煉，施工中采取的措施、施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)后續(xù)堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)導(dǎo)向管焊接施工也具有一定借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 堆芯通量測(cè)量系統(tǒng)導(dǎo)向管、手動(dòng)閥-密封組件及支架等的安裝和焊接技術(shù)要求[S].