核電工程工藝系統(tǒng)管道安裝異物的源頭處理措施

馬新朝（中國核電工程有限公司， 北京 100840）

核電工程異物是指“按照設(shè)計，在結(jié)構(gòu)及功能上不屬于系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)部組成部件、材料或介質(zhì)的物質(zhì)，或超過清潔度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的微粒”。這些非正常狀態(tài)物項(xiàng)將對工藝系統(tǒng)造成很大的損害、危害，會直接導(dǎo)致系統(tǒng)停止運(yùn)行，甚至造成安全事故，為此，必須明確其分類和來源，嚴(yán)格做好異物防控工作。

1 工藝系統(tǒng)異物分類及來源

1.1 異物分類

設(shè)備供貨類：制造期間產(chǎn)生的、供貨前未徹底清理干凈而遺留在設(shè)備或管段內(nèi)的異物，如鑄造型砂、焊瘤、焊渣、機(jī)加工金屬屑、包裝材料及其他雜物等；設(shè)備制造工藝所形成的衍生物、隱蔽驗(yàn)收過程中形成的各類施工物項(xiàng)等。

施工環(huán)境類：因管段或設(shè)備未封閉，導(dǎo)致施工作業(yè)區(qū)環(huán)境中物質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)而產(chǎn)生的異物，如灰塵、砂粒、凝結(jié)水、雨水以及施工垃圾等。

施工工藝及施工行為衍生類：施工過程中因特定的施工方法或施工工藝而產(chǎn)生的異物，如焊瘤、焊渣、機(jī)加工金屬屑及施工（加工）余料等；由于施工作業(yè)人員不良工作行為習(xí)慣而遺留于設(shè)備或管段內(nèi)的物品，如施工工機(jī)具、抹布等。

臨時措施類：供貨時需設(shè)置的加固、支撐及轉(zhuǎn)動部件運(yùn)輸固定鎖緊等臨時部件未清除而產(chǎn)生的異物，如施工期間因施工工藝需要設(shè)置的固定、支撐、防護(hù)以及焊接氬氣室等臨時裝置。

設(shè)備部件類：由于加工裝配不良引起的設(shè)備內(nèi)部部件、零件松動或脫落而形成的異物。

材料腐蝕類：由于制造、運(yùn)輸、貯存及安裝等環(huán)節(jié)防腐蝕措施不良而引起管段或設(shè)備材料內(nèi)表面的氧化腐蝕產(chǎn)生的異物。

1.2 異物來源

土建施工混凝土殘?jiān)?、鋼筋頭、方木等模板支撐附件及腳手架遺留物等；焊接坡口組未去除所用卡板、點(diǎn)固棒，坡口、焊縫層間和表面成型打磨的磨屑；焊條或焊絲頭回收及使用方向管控不到位、丟失或遺留；施工時未發(fā)現(xiàn)螺母、墊片及螺栓掉落；未對管道、閥門及設(shè)備接管嘴的對接口及時封口引起工程安裝相關(guān)物項(xiàng)進(jìn)入管道、設(shè)備及閥門內(nèi)（主要異物有施工時的工器具、工藝輔助材料等）、檢修或調(diào)試過程中相應(yīng)的封口控制不及時產(chǎn)生的異物等。

未建立施工清潔區(qū)或清潔區(qū)管控不善所造成的環(huán)境影響：未及時清理，造成相應(yīng)異物進(jìn)入工藝系統(tǒng)，如灰塵、積灰、清潔過程中的各類垃圾等。

工藝施工方法造成的異物：隱蔽工程質(zhì)量問題，如油漆涂層質(zhì)量問題及衍生物，特種工藝如氣體保護(hù)焊采用水溶紙為保護(hù)室等材料而形成的異物、清潔度控制不良而形成的異物、酸洗鈍化工藝不合格對產(chǎn)品造成的傷害、鈍化及清潔擦洗等后續(xù)處理物；除銹施工工藝造成的金屬異物（如某核電工程常規(guī)島4號機(jī)組LP1內(nèi)缸現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)的金屬異物為內(nèi)壁拋丸除銹后未清理干凈的金屬球）等。

成品保護(hù)不及時或不當(dāng)或人因失誤（主要是遺忘、粗心造成的失誤等人為因素造成的缺陷）造成施工過程中各類異物進(jìn)入管道工藝系統(tǒng)。

2 處理措施

施工全過程異物控制須樹立“預(yù)防為主”的思想，建立防異物及清潔區(qū)管理制度和工作程序，嚴(yán)格執(zhí)行制度、程序要求，通過檢查、防護(hù)、封堵及清理等方式防止異物進(jìn)入設(shè)備或系統(tǒng)。對已進(jìn)入工藝系統(tǒng)的異物要按照工藝施工特點(diǎn)實(shí)施源頭異物全過程控制，采用分技術(shù)管控、質(zhì)量控制及成品保護(hù)等方式來清除。預(yù)防異物必須從施工環(huán)境、成品防護(hù)、敞口封閉、施工人員行為、施工臨時措施及施工衍生異物等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，并采取監(jiān)督、檢查等管理手段，保證施工期間盡可能減少異物進(jìn)入設(shè)備或系統(tǒng)。

系統(tǒng)移交調(diào)試前，須通過清潔、吹掃及沖洗的方式對系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行清潔，保證清潔度合格。對沖洗完成后的管線進(jìn)行焊口恢復(fù)、保留項(xiàng)清除及設(shè)計變更執(zhí)行等作業(yè)時，組對前應(yīng)使用內(nèi)窺鏡檢查內(nèi)部清潔度，進(jìn)行清潔安裝，對于無法實(shí)施清潔安裝的管線，必須進(jìn)行登記和報告，并實(shí)施回路沖洗或循環(huán)沖洗，確保系統(tǒng)最終清潔無異物。

2.1 技術(shù)措施

采用先進(jìn)的焊接工藝、新技術(shù)、新流程進(jìn)行清潔安裝，如，采用MAG、熱絲TIG焊，TIG焊及配套的惰性氣體保護(hù)焊或自動焊，減少焊渣、減少焊接缺陷和衍生物；采用內(nèi)窺鏡機(jī)器人檢查驗(yàn)收管道設(shè)備的內(nèi)部清潔度。

優(yōu)化施工工藝，如TIG焊采取鄰近閥門抽芯等方式建立氬氣室進(jìn)行焊縫背部保護(hù)；應(yīng)考慮系統(tǒng)工藝介質(zhì)對施工工藝的禁忌影響，爆破、蒸汽與惰性氣體吹掃、氣密性試驗(yàn)、水密封試驗(yàn)及水壓等液壓試驗(yàn)所選試驗(yàn)介質(zhì)不能對系統(tǒng)正常運(yùn)行時造成危害和不良影響，應(yīng)保證系統(tǒng)清潔度，如涉鈉管道禁水、儀控系統(tǒng)與氣體工藝禁油等影響因素，從而保證涉鈉系統(tǒng)、儀控系統(tǒng)等系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行工況。強(qiáng)化工藝紀(jì)律，減少水溶紙、透明膠帶等易造成異物源的輔助材料，管段組對前應(yīng)選用人工或機(jī)械通過擦拭、去離子水沖洗及無油干燥的壓縮空氣吹掃等方法對管段內(nèi)部、管道、管件及其他部件進(jìn)行離線清潔，確保清潔無異物。

2.2 控制措施

控制工藝系統(tǒng)防異物，就是控制工藝設(shè)備、管道及閥門等部件形成的全過程，尤其是控制好設(shè)備監(jiān)造過程及工藝安裝調(diào)試過程。監(jiān)造人員或監(jiān)理方應(yīng)監(jiān)督各制造廠在制造加工前預(yù)設(shè)防異物控制措施，分析異物風(fēng)險點(diǎn)并優(yōu)化工藝，尤其應(yīng)重視結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易于隱藏異物的設(shè)備零部件及其生產(chǎn)裝配工藝，降低異物發(fā)生和存留的風(fēng)險。監(jiān)造人員應(yīng)監(jiān)督制造廠嚴(yán)格按照優(yōu)化后的工藝操作，從源頭控制制造階段的各類異物。

工程現(xiàn)場要預(yù)控系統(tǒng)工藝鏈和質(zhì)量傳遞流程，對安裝及調(diào)試的每一個工序，都要認(rèn)真梳理和檢查其先決條件，控制施工全過程的質(zhì)量風(fēng)險及異物來源。分析產(chǎn)生異物的風(fēng)險源，建立異物源清單，分析操作人員行為、管理缺陷，實(shí)現(xiàn)源頭消缺，減少異物。

2.2.1 質(zhì)量控制措施

分析工藝系統(tǒng)異物進(jìn)入的風(fēng)險點(diǎn)，尤其是在質(zhì)量計劃及工序執(zhí)行過程中，在設(shè)備、閥門及管段最后一道接口封閉前應(yīng)設(shè)置H點(diǎn)進(jìn)行封閉前檢查，一方面保證焊接前的組對質(zhì)量、清潔度控制質(zhì)量，另一方面能檢查并及時清除異物，保證系統(tǒng)的清潔。

2.2.2 管理控制措施

建立施工清潔區(qū)實(shí)行出入管理閉環(huán)控制異物，建立工器具使用清單、登記使用人信息，防止使用相應(yīng)工器具時遺忘、丟失，防止意外事件發(fā)生。施工輔助措施的開啟及關(guān)閉必須形成閉環(huán)控制，做到材料、工藝輔助措施、工具發(fā)放及回收數(shù)量記錄一致，安裝拆除情況閉環(huán)管理，反饋及時。

工作區(qū)域?qū)嵤?S管理，做到整頓、整理、清潔、清掃、養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣及持續(xù)改善，保證施工環(huán)境符合工藝安裝標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 成品保護(hù)和防人因失誤

采取包裹、硬防護(hù)等方式，調(diào)整施工工序、減少返修與安拆返工，保護(hù)好設(shè)備接管嘴、閥門接口、轉(zhuǎn)動設(shè)備軸系及附件、法蘭密封面等關(guān)鍵部位和易損部位，杜絕人因失誤，防止異物進(jìn)入系統(tǒng)。

2.2.4 智能監(jiān)控措施

充分應(yīng)用智慧工地的建設(shè)成果進(jìn)行防異物管理：采取永臨結(jié)合的施工工藝，及時投用現(xiàn)場的施工工藝系統(tǒng)，側(cè)重于對環(huán)境的整改，如通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的投用，改善施工人員的工作環(huán)境舒適度，減少異物管理方面的人因失誤幾率；對工藝管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備、閥門、關(guān)鍵施工工藝及設(shè)施區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的視頻監(jiān)控及報警設(shè)施管理，杜絕違章并及時發(fā)現(xiàn)異物問題，以便及時處理。

2.2.5 階段性評估

從執(zhí)行程序但未執(zhí)行徹底、未落實(shí)管理要求等角度評估安裝清潔度及防異物控制，通過“人員訪談、現(xiàn)場檢查、制度執(zhí)行、程序?qū)彶榧坝涗泴彶椤钡确椒ú檎沂聦?shí)，總結(jié)提煉出對應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié)，提出改進(jìn)措施，認(rèn)真整改，確保防異物、清潔安裝工作符合標(biāo)準(zhǔn)及工藝系統(tǒng)進(jìn)介質(zhì)的要求。

3 典型異物對工藝系統(tǒng)的影響案例

某核電除氧工藝系統(tǒng)中，在調(diào)試給水沖洗過程中發(fā)現(xiàn)除氧器內(nèi)防腐涂料層遇水加熱后發(fā)生硬化，并附著在除氧器內(nèi)壁，極難清理，后經(jīng)調(diào)試維護(hù)支持人員組織高壓水槍清洗后去除了大部分附著物，但仍有部分死角區(qū)域無法清除；在機(jī)組冷試期間，調(diào)試工程師在配制蒸汽發(fā)生器保養(yǎng)液工作中發(fā)現(xiàn)，除氧器加熱以后，介質(zhì)的TOC（有機(jī)碳）和氯離子顯著升高：除氧器表面積725 m2，有效容積475 m3，除氧器內(nèi)部共涂250 kg防銹劑。除氧器滿水現(xiàn)場工況計算Cl-、F-和SO4-2和TOC，介質(zhì)中最多含有Cl-含量27.9 ppm，F(xiàn)-含量5.3 ppm，SO4-2含量7.9 ppm，TOC含量20.5 ppm，而現(xiàn)場檢測Cl-最高峰值達(dá)到1 134 ppm，防銹劑中的TOC超標(biāo)，系統(tǒng)報警無法正常運(yùn)行。QC人員進(jìn)入除氧器內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)殘留主要集中在啟動循環(huán)泵再循環(huán)接管、再沸騰管背側(cè)、啟動循環(huán)泵出水口、給水出口裝置過濾網(wǎng)等不易達(dá)或隱蔽位置，這些區(qū)域無法徹底清理。

結(jié)合單機(jī)組調(diào)試經(jīng)驗(yàn)反饋和根本原因分析可知：造成此問題的根本原因是制造廠為保證除氧器內(nèi)壁不發(fā)生銹蝕而涂裝了防腐劑，并未說明系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試前應(yīng)清理該防腐材料，也未說明該防腐材料與系統(tǒng)介質(zhì)的兼容性，未對運(yùn)行工況進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)聯(lián)氨及堿液后，這些防腐劑遇熱分解，氯離子超標(biāo)，系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。系統(tǒng)符合性驗(yàn)收時監(jiān)理和工程管理人員進(jìn)入容器內(nèi)檢查該項(xiàng)內(nèi)容未引起重視、未保持異物的敏感，以至于該狀態(tài)突破層層屏障形成了調(diào)試異物。處理該異物的方案是拆除除氧器內(nèi)部構(gòu)件，清洗干凈后重新焊接，重新調(diào)試以保證系統(tǒng)功能。

專項(xiàng)處理措施：拆除除氧器筒體內(nèi)的包裝蓋及所有法蘭蓋，形成對流空間，做好安全防護(hù)措施，拆除所有內(nèi)部構(gòu)件，采用角向磨光機(jī)打磨去掉防銹涂層，用真空吸塵器清理內(nèi)部殘?jiān)總€部位打磨完成后，立即用高壓水槍沖洗打磨部位、各部件和筒體，通過最低水位排水口將粉塵沖排干凈。嚴(yán)格按照除氧器制造工藝進(jìn)行內(nèi)部附件的清潔安裝，采取TIG焊重新焊接給水出口裝置過濾網(wǎng)和啟動循環(huán)泵出水口濾網(wǎng)等內(nèi)部構(gòu)件，直至檢驗(yàn)合格。

4 結(jié) 論

工程建設(shè)的各級單位和管理部門必須高度重視工藝管道系統(tǒng)的防異物管理和監(jiān)督。制定詳盡的防異物管理制度和監(jiān)督制度，分級管控工藝系統(tǒng)的異物管理，尤其是控制工藝制造鏈及系統(tǒng)密封前的H點(diǎn)專項(xiàng)檢查工作，實(shí)施全過程控制。

實(shí)施異物來源分析、分析制造工藝缺陷、建安調(diào)試全過程分階段清單式防異物源頭預(yù)控是做好系統(tǒng)防異物的根本措施；優(yōu)化管道系統(tǒng)施工工藝方法，清潔安裝，確保安裝措施、沖洗、試壓的工藝方法與介質(zhì)特性相適應(yīng)，做好清潔區(qū)的閉環(huán)管理、成品保護(hù)工作，減少異物風(fēng)險；系統(tǒng)防異物及運(yùn)行介質(zhì)裝料前必須進(jìn)行階段性評估，全面促進(jìn)系統(tǒng)清潔度提高；通過技術(shù)管理體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)可以有效做好工程管道系統(tǒng)的防異物管理，為系統(tǒng)介質(zhì)的順利進(jìn)料做好先決條件準(zhǔn)備。