核電廠BOSS焊縫缺陷修復(fù)管理探討

趙永明 方 江 張 維 李世偉 劉洪群

（1.中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300；2.蘇州熱工研究院有限公司，江蘇 蘇州 215004）

0 引言

核電廠主回路系統(tǒng)和二三級(jí)部件中使用了大量的安放式BOSS頭焊縫，該類焊縫承受著和主管相同的溫度和壓力，特別是主回路系統(tǒng)中還包含著放射性介質(zhì)。BOSS頭焊縫的失效泄漏，將會(huì)影響機(jī)組運(yùn)行和安全，并且放射性介質(zhì)泄漏后的維修難度大，輻射沾污風(fēng)險(xiǎn)高，嚴(yán)重影響機(jī)組大修整體工期[1]。

BOSS頭焊縫發(fā)生失效的原因包括設(shè)計(jì)、制造、服役工況等諸多因素[2]，核電廠BOSS頭焊縫中的缺陷主要來(lái)自于制造階段。為保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)電廠在役機(jī)組無(wú)損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的BOSS缺陷進(jìn)行返修，如何對(duì)BOSS焊縫的返修進(jìn)行有效管控，提高返修一次合格率，將直接影響電廠的關(guān)鍵路徑長(zhǎng)短，進(jìn)而影響電廠的效益，本文將從如下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

1 組織機(jī)構(gòu)管理

針對(duì)焊接返修，電廠需要建立完善的返修組織，組織機(jī)構(gòu)的完整運(yùn)作，可有效提高返修的質(zhì)量和進(jìn)度要求，其一般分為三級(jí)管理，如圖1所示。

圖1 電廠返修三級(jí)管理組織機(jī)構(gòu)

指揮層：整個(gè)BOSS焊縫檢查和返修的大腦，一般BOSS焊縫的檢查由專業(yè)組編制檢查計(jì)劃，報(bào)送指揮層進(jìn)行批準(zhǔn)，生效報(bào)告需報(bào)送國(guó)家核核安全局并獲得許可。其檢查返修需根據(jù)電廠自身的大修周期而定，但不可超過(guò)國(guó)家核安全局要求的時(shí)間窗口。

協(xié)調(diào)組：因BOSS焊縫返修涉及的專業(yè)工種較多，各專業(yè)會(huì)出現(xiàn)交叉作業(yè)的情況，如何最優(yōu)化的管控施工窗口，需要協(xié)調(diào)組進(jìn)行溝通。同時(shí)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)不決事項(xiàng)，由協(xié)調(diào)組匯報(bào)指揮層進(jìn)行決策處理。

無(wú)損檢測(cè)組：持有核級(jí)檢測(cè)資質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)人員，按照檢查計(jì)劃對(duì)BOSS焊縫進(jìn)行檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)按照法規(guī)或者程序的要求進(jìn)行記錄，對(duì)存在超標(biāo)缺陷的BOSS焊縫，及時(shí)填寫QDR（質(zhì)量缺陷報(bào)告），以便于后續(xù)的維修工作開(kāi)展。同時(shí)對(duì)修后的BOSS焊縫進(jìn)行檢測(cè)；

輻射防腐：BOSS焊縫一般均處于高劑量區(qū)域，輻射防護(hù)組需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的輻射劑量水平進(jìn)行評(píng)估和測(cè)量，并按照ALLAR（輻射防護(hù)最優(yōu)化）原則，建立輻射控制區(qū)。并采取搭設(shè)負(fù)壓棚后者鉛屏蔽等方式，降低環(huán)境劑量；

維修組：維修組按照生效的方案要求，對(duì)存在缺陷的BOSS焊縫進(jìn)行返修；

現(xiàn)場(chǎng)QC：對(duì)維修文件進(jìn)行選點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的返修難度，可對(duì)關(guān)鍵工序（如組對(duì)、打底焊接、層間清理）全程旁站監(jiān)督。

2 返修工藝管理

核電廠BOSS焊縫，母管及棒料材質(zhì)一般為Z2CN1810及A42AP兩種材質(zhì)，原建安期間為先將棒料開(kāi)坡口焊接至母管上，后鉆孔形式。其所選采用電弧焊的工藝。這種焊接方法若層間清理不到位，或者中間過(guò)程檢查不到位，容易造成夾渣、未熔合、氣孔等超標(biāo)缺陷[3]。因此，在返修的過(guò)程中，需要對(duì)原有的焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化，盡可能避免未熔合、夾渣、氣孔的超標(biāo)缺陷。國(guó)內(nèi)某電廠通過(guò)大量的試驗(yàn)研究，制定了氬弧焊的工藝進(jìn)行焊接策略，兩種材質(zhì)的焊接工藝參數(shù)分別如表1和表2所示。

表1 A42AP等同類型碳鋼焊接工藝參數(shù)

表2 Z2CN1810等同類型不銹鋼焊接工藝參數(shù)

3 物項(xiàng)管理

3.1 備品備件管理

現(xiàn)場(chǎng)BOSS焊縫的返修，一般采用對(duì)原BOSS頭進(jìn)行切割，更換新的BOSS頭。而新BOSS頭采用棒料加工的方式。采購(gòu)BOSS焊縫棒料，需按照法規(guī)要求，選擇具備核級(jí)棒料鍛造資質(zhì)的公司進(jìn)行生產(chǎn)。由采購(gòu)方按照采購(gòu)技術(shù)規(guī)格書對(duì)棒料進(jìn)行驗(yàn)收。

3.2 設(shè)備工器具管理

現(xiàn)場(chǎng)維修所使用的磨光機(jī)、切割機(jī)、游標(biāo)卡尺、焊機(jī)等均需要進(jìn)行標(biāo)定，出具標(biāo)定合格證書。且張貼合格標(biāo)簽，監(jiān)督人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行再次確認(rèn)。

3.3 焊材管理

現(xiàn)場(chǎng)所使用的核級(jí)焊材，需經(jīng)過(guò)復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)合格后方可使用在現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，需要做好焊材的出入庫(kù)的記錄，以便于材料的可追溯性。

4 人員資格有效性管控

現(xiàn)場(chǎng)維修人員，主要涉及無(wú)損檢測(cè)人員、焊接人員、QC人員，均應(yīng)按照法規(guī)或者公司的要求，取得相應(yīng)的授權(quán)，授權(quán)合格后方可從事相應(yīng)的工作。

5 完工管理

返修工作完成后，需對(duì)返修文件進(jìn)行梳理，確保工作包內(nèi)容完整有效，并提交文檔歸檔。

電廠根據(jù)以上的環(huán)節(jié)進(jìn)行的BOSS焊縫檢查和返修的管控，有效降低了人員集體劑量，提高了焊縫一次合格率，對(duì)核電廠低低水位的提前奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)，此類管理經(jīng)驗(yàn)可有效指導(dǎo)其他電廠的BOSS焊縫返修。