CAP1400建設(shè)期間焊接質(zhì)量控制

李漢勝,唐 識(shí)

（國(guó)核示范電站有限責(zé)任公司，山東榮成264312）

CAP1400建設(shè)期間焊接質(zhì)量控制

李漢勝,唐 識(shí)

（國(guó)核示范電站有限責(zé)任公司，山東榮成264312）

核電廠建安期間焊接質(zhì)量管理直接影響核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性，安裝期間主要活動(dòng)的過(guò)程控制，如焊接材料的管理、焊接工藝評(píng)定、焊接過(guò)程控制、無(wú)損檢驗(yàn)及記錄的真實(shí)性、完整性、有效性是保證物項(xiàng)最終質(zhì)量的基礎(chǔ)，CAP1400示范工程作為世界首臺(tái)核電機(jī)組，設(shè)計(jì)創(chuàng)新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜多樣，焊接質(zhì)量管理方法備受關(guān)注。針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究探討，以期為后續(xù)工程項(xiàng)目提供借鑒。

建造；焊接工程；質(zhì)量管理

0前言

CAP1400型壓水堆核電機(jī)組是在消化、吸收、全面掌握我國(guó)引進(jìn)的第三代先進(jìn)核電AP1000非能動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)再創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出的具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、功率更大的非能動(dòng)大型先進(jìn)壓水堆核電機(jī)組，并對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施、主要核島輔助系統(tǒng)及主設(shè)備等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與系統(tǒng)性優(yōu)化，設(shè)計(jì)壽命60年，單機(jī)容量140萬(wàn)kW。

核安全法規(guī)明確規(guī)定，在核電廠設(shè)備制造、安裝及檢修過(guò)程中，焊接是一項(xiàng)不可或缺的特殊工藝過(guò)程，同時(shí)也是備受關(guān)注的安全質(zhì)量相關(guān)活動(dòng)。由于焊縫自身的力學(xué)性能不均勻性、材料不均勻性以及焊縫設(shè)計(jì)、焊接質(zhì)量控制等多種因素的影響，焊接接頭容易發(fā)生缺陷，并在隨后的電廠運(yùn)行中，在諸如應(yīng)力、溫度、輻照、氫吸附、腐蝕、振動(dòng)和磨損等各種因素的作用下，引起接頭材料性能的變化，甚至造成缺陷的萌生和擴(kuò)展，成為核電廠部件、設(shè)備和系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。

CAP1400由上海核工程研究設(shè)計(jì)院作為設(shè)計(jì)總包院，承擔(dān)總的技術(shù)與設(shè)計(jì)責(zé)任，工程總承包由國(guó)核工程有限公司與上海核工程研究設(shè)計(jì)院（以下簡(jiǎn)稱“上海核工院”）、國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)核電力院”）組成的聯(lián)合體共同承建，項(xiàng)目控制上缺少了美國(guó)西屋公司的技術(shù)支持與管理指導(dǎo)，對(duì)工程項(xiàng)目管理是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

CAP1400工程參考了美國(guó)ASME規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)由上海核院依據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)水平重新設(shè)計(jì)了完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系；電站常規(guī)島由國(guó)核電力院承擔(dān)技術(shù)與設(shè)計(jì)責(zé)任，設(shè)計(jì)大量參考電力行業(yè)規(guī)范。因此，CAP1400示范工程面臨著參考標(biāo)準(zhǔn)多、體系復(fù)雜、物項(xiàng)控制重點(diǎn)難以掌握等困難。

為了更好地開(kāi)展焊接管理工作，在此著重歸納示范項(xiàng)目在焊接管理領(lǐng)域里進(jìn)行的主要管理工作及其工作流程。

1CAP1400示范項(xiàng)目焊接工程概況

CAP1400焊接工程標(biāo)準(zhǔn)體系包括設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)格書(shū)與ASME、國(guó)標(biāo)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，技術(shù)管理復(fù)雜。另外，工程總包與建設(shè)單位人力資源狀況無(wú)法滿足核電工程項(xiàng)目快速發(fā)展的需求，相應(yīng)技術(shù)能力儲(chǔ)備不足，給工程管理帶來(lái)極大的風(fēng)險(xiǎn)。示范項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)參建單位質(zhì)保體系和管理體系多有不同，開(kāi)展前期工作過(guò)程中出現(xiàn)一定數(shù)量的違反技術(shù)與管理規(guī)范的事件，焊接工程質(zhì)量管理事件占一定比例。對(duì)此，各方積極探索，制定了一套行之有效的管理方法，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)施工活動(dòng)。

設(shè)計(jì)總包方給出的焊接規(guī)范主要分為以下方面，每一類技術(shù)條件有細(xì)分多個(gè)技術(shù)規(guī)格書(shū)，如有關(guān)焊材、板材、管材等，其中技術(shù)要求和管理層次均有不同：

主設(shè)備類焊接技術(shù)條件；機(jī)械模塊類焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；結(jié)構(gòu)模塊類焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；管道類焊接技術(shù)條件；鋼結(jié)構(gòu)類焊接技術(shù)規(guī)范。

工程總承包方為國(guó)核聯(lián)隊(duì)，涉及焊接工程的參建單位主要有中核華興、中核二三公司、江蘇電建三公司、山東電建二公司等多個(gè)施工承包商，必須把各單位統(tǒng)一納入示范工程項(xiàng)目的管理體系中。

2焊接工程管理

CAP1400示范工程焊接質(zhì)量監(jiān)督分五個(gè)層次進(jìn)行，以達(dá)到對(duì)焊接質(zhì)量的全面監(jiān)督管理：施工承包商兩級(jí)QC，施工班組QC及質(zhì)檢部門(mén)獨(dú)立QC，對(duì)焊接最終質(zhì)量及相關(guān)文件資料全過(guò)程進(jìn)行檢查驗(yàn)收；總承包管理單位對(duì)焊接質(zhì)量負(fù)有全面管理責(zé)任，設(shè)置獨(dú)立的QC工程師；監(jiān)理單位受業(yè)主委托對(duì)承包商焊接的全過(guò)程進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)督；業(yè)主人員對(duì)焊接質(zhì)量做最后抽查驗(yàn)證，對(duì)各級(jí)承包商、監(jiān)理人員的質(zhì)量監(jiān)督情況進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)督驗(yàn)證；最后是國(guó)家核安全局監(jiān)管部門(mén)對(duì)整個(gè)工程中的重點(diǎn)施工項(xiàng)目及可能存在的安全隱患進(jìn)行抽查監(jiān)督。

焊接工程管理主要包括：焊接工藝評(píng)定監(jiān)督管理、施工方案焊接技術(shù)審查、現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品焊接。在產(chǎn)品的焊接過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注：焊接工藝卡實(shí)施情況、焊工/焊接操作工的資質(zhì)監(jiān)督管理、焊接設(shè)備和工器具的有效性監(jiān)督管理、材料（包括焊材和母材）的監(jiān)督管理、焊接施工環(huán)境監(jiān)督、與焊接相關(guān)的變更監(jiān)督管理等，每個(gè)方面均可以從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行審查監(jiān)督，形成一套完整的焊接質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制。

2.1焊接工藝評(píng)定管理

焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中的焊接要求與工程實(shí)際焊接施工要求相一致，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”方面嚴(yán)格控制。

人：焊接工藝評(píng)定是對(duì)擬定焊接工藝參數(shù)的驗(yàn)證，焊工選擇本著“平均先進(jìn)”的原則，要求選用操作熟練的焊工，代表多數(shù)焊工的技能操作水平，應(yīng)盡量避免選用操作技能過(guò)于優(yōu)秀的焊工進(jìn)行工藝評(píng)定。

機(jī)：評(píng)定過(guò)程中使用的工機(jī)具與產(chǎn)品焊接一致，主要是焊機(jī)，所有工機(jī)具均要求處于檢定有效期內(nèi)，并連續(xù)使用，保證工機(jī)具的實(shí)際有效性。

料：主要指評(píng)定用母材及焊材（包括焊條、焊絲），兩者必須驗(yàn)收合格，具有有效的材質(zhì)證明書(shū)。同時(shí)焊材的存放必須按照相關(guān)技術(shù)條件的要求進(jìn)行分類標(biāo)識(shí)，存放環(huán)境的溫度不小于20℃、濕度小于等于65％。此外，焊條使用前按照供貨商的要求在一定溫度下進(jìn)行烘干。焊條領(lǐng)用后應(yīng)立即放置在個(gè)人便攜式保溫桶內(nèi)，保溫桶內(nèi)溫度保持在75℃～150℃，焊條嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中。

法：主要是擬定的焊接工藝參數(shù)和焊接工藝紀(jì)律。整個(gè)焊接工藝評(píng)定過(guò)程中必須根據(jù)擬定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接試驗(yàn)件的制作，不得超出擬定規(guī)范參數(shù)，并遵守焊接工藝紀(jì)律。

環(huán)：指焊接工藝評(píng)定環(huán)境，場(chǎng)地要求通風(fēng)良好，環(huán)境濕度不得大于90％。焊接位置與操作空間模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行，必要時(shí)設(shè)置障礙以提高操作難度。

施工承包商收到施工圖紙并審查完畢后，組織規(guī)劃焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目，至少在焊接作業(yè)開(kāi)始前45天實(shí)施焊接工藝評(píng)定，各級(jí)管理單位對(duì)焊接工藝評(píng)定過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理，焊接工藝評(píng)定管理流程如

圖1所示。

圖1 工藝評(píng)定流程

2.2焊工與焊接操作工管理

施工承包商組織焊工與焊接操作工考試及取證，核安全級(jí)與核安全相關(guān)級(jí)物項(xiàng)實(shí)施焊接作業(yè)的人員必須滿足HAF603要求，經(jīng)核安全監(jiān)管部門(mén)認(rèn)可頒發(fā)證書(shū)。

取得焊工資格證的進(jìn)場(chǎng)焊工必須進(jìn)行技能評(píng)定，以驗(yàn)證其操作技能是否滿足施工需求，技能評(píng)定結(jié)果需經(jīng)各級(jí)管理單位的認(rèn)可，焊工技能評(píng)定合格后，由施工承包商提出焊工進(jìn)場(chǎng)申請(qǐng)，經(jīng)管理單位批準(zhǔn)。

對(duì)焊工考核及一次合格率每月進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，動(dòng)態(tài)掌握焊工實(shí)際焊接過(guò)程中的水平，對(duì)合格率低的焊工及時(shí)進(jìn)行再培訓(xùn)，根據(jù)培訓(xùn)情況決定是否重新上崗。

各施工承包商所有持證焊工、無(wú)損檢測(cè)人員、焊接質(zhì)量檢查人員在作業(yè)過(guò)程中必須隨身攜帶資質(zhì)證明文件，便于有效管理人員，防止無(wú)證作業(yè)的情況發(fā)生。

2.3焊接材料管理

工程承包商必須保證使用在工程實(shí)體上的焊接材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收合格，確保焊接材料按照設(shè)計(jì)文件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)；驗(yàn)收合格的焊接材料，承包商應(yīng)有正確的標(biāo)識(shí)標(biāo)記，做好儲(chǔ)存、烘干、發(fā)放及回收記錄。各級(jí)管理單位對(duì)焊接材料的驗(yàn)收、儲(chǔ)存及使用進(jìn)行監(jiān)督管理；承包商每月向提交焊接材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收情況。

焊接材料控制重點(diǎn)：

（1）擇優(yōu)選擇重要原材料及其供貨廠家。通過(guò)材料性能試驗(yàn)比較，選擇最優(yōu)秀的原材料和供貨廠家，是工程建設(shè)階段焊接施工管理中的重要手段。

（2）嚴(yán)格控制核級(jí)焊材的采購(gòu)。為保證焊接質(zhì)量，防止熱裂紋的產(chǎn)生，對(duì)核級(jí)焊材的關(guān)鍵指標(biāo)如S、P、Ni、Cr、鐵素體含量等進(jìn)行嚴(yán)格控制。

（3）依據(jù)是設(shè)計(jì)院的材料采購(gòu)技術(shù)規(guī)格書(shū)對(duì)QSA3及其以上級(jí)別的焊接材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)。

（4）質(zhì)量監(jiān)督人員對(duì)某一材料的質(zhì)量有懷疑時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)。

（5）加強(qiáng)焊接材料的使用管理：依據(jù)設(shè)計(jì)院技術(shù)規(guī)格書(shū)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊材的儲(chǔ)存烘焙、發(fā)放回收、使用標(biāo)識(shí)等進(jìn)行嚴(yán)格控制管理，不定期對(duì)各施工單位的一級(jí)、二級(jí)焊材庫(kù)進(jìn)行監(jiān)督檢查，內(nèi)容包括焊材存放是否規(guī)范、烘培是否按照要求溫度進(jìn)行、發(fā)放與回收是否嚴(yán)格按照程序規(guī)定進(jìn)行、各項(xiàng)記錄是否完整規(guī)范等方面。

2.4焊接及熱處理設(shè)備

焊接及熱處理設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前必須經(jīng)過(guò)有資質(zhì)的單位檢定合格，并在明顯處貼合格標(biāo)識(shí)；承包商必須建立設(shè)備管理臺(tái)賬，根據(jù)相關(guān)要求定期對(duì)焊接活動(dòng)所用計(jì)量工器具進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)做好焊接及熱處理設(shè)備的維護(hù)并形成維護(hù)記錄，各級(jí)管理單位監(jiān)督檢查進(jìn)場(chǎng)焊接及熱處理設(shè)備的有效性。

2.5無(wú)損檢驗(yàn)

施工承包商無(wú)損檢驗(yàn)人員必須持證上崗，核安全級(jí)與核安全相關(guān)級(jí)物項(xiàng)焊縫無(wú)損檢驗(yàn)人員資格必須滿足HAF602的要求；實(shí)施無(wú)損檢驗(yàn)的單位需按照規(guī)范設(shè)立無(wú)損探傷室，并制定相應(yīng)管理程序及工作程序。

為確保CAP1400工程焊縫質(zhì)量，邀請(qǐng)獨(dú)立第三方對(duì)施工承包商無(wú)損檢測(cè)過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督檢查，無(wú)損檢測(cè)監(jiān)督檢查活動(dòng)與RT、PT、LT、UT四種方法相關(guān)，具體操作方式如下：

RT報(bào)告（含底片）復(fù)查；重新對(duì)焊縫進(jìn)行PT復(fù)檢；PT檢驗(yàn)過(guò)程跟蹤監(jiān)督見(jiàn)證；LT檢驗(yàn)過(guò)程跟蹤監(jiān)督見(jiàn)證；重新對(duì)焊縫進(jìn)行UT檢驗(yàn)。

2.6現(xiàn)場(chǎng)焊接施工管理

SNPDP、監(jiān)理公司對(duì)工程承包商和施工承包商的焊接施工活動(dòng)及其管理體系的有效性和規(guī)范性進(jìn)行檢查驗(yàn)證；現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量管理主要方式為質(zhì)量計(jì)劃見(jiàn)證、日常巡檢和專項(xiàng)監(jiān)督，焊接質(zhì)量管理檢查監(jiān)督內(nèi)容包括但不限于以下幾點(diǎn)。

2.6.1焊接前檢查

（1）焊接作業(yè)文件有效性，焊接作業(yè)文件包括但不限于：施工圖紙、焊接方案/程序、技術(shù)安全交底、焊接工藝卡（WPS）、熱處理工藝卡（必要時(shí)）、無(wú)損檢驗(yàn)程序/工藝卡、焊接工藝評(píng)定報(bào)告（必要時(shí)）、

質(zhì)量計(jì)劃ITP、動(dòng)火證。

（2）滿足規(guī)定項(xiàng)目資格的焊工或焊接操作工、熱處理人員及無(wú)損檢驗(yàn)人員。

（3）合格的焊接設(shè)備和工具、熱處理設(shè)備、無(wú)損檢驗(yàn)設(shè)備。

（4）檢查焊材，確認(rèn)焊材牌號(hào)、批號(hào)和焊材狀態(tài)。

（5）檢查環(huán)境溫濕度、環(huán)境清潔度是否符合要求。

（6）檢查焊接特殊耗品（主要對(duì)不銹鋼），如Ar氣。

（7）焊接前對(duì)坡口或待焊鄰近表面檢查。

（8）檢查焊接是否對(duì)設(shè)備的不可接受的熱影響。

（9）焊縫標(biāo)識(shí)是否符合要求。

2.6.2焊接過(guò)程檢查

（1）防止在坡口外起弧。

（2）焊接過(guò)程中，對(duì)焊接電流、Ar氣流量檢查，確認(rèn)其在工藝卡范圍內(nèi)。

（3）對(duì)不銹鋼焊接，打磨用的工具應(yīng)為不銹鋼專用打磨工具。

（4）焊接過(guò)程中，對(duì)焊接施工記錄檢查。

（5）對(duì)層間溫度進(jìn)行測(cè)量（若有要求）、每層焊縫應(yīng)進(jìn)行打磨清理。

（6）檢查是否有違反工藝紀(jì)律情況，常見(jiàn)情況：保溫筒使用不當(dāng)、用完的焊條頭/焊絲頭隨意丟放，不能回收控制。

2.6.3無(wú)損探傷過(guò)程檢查

（1）旁站監(jiān)督：如PT/LT/MT/VT的操作人員資格、操作時(shí)機(jī)、規(guī)范操作、耗材等。

（2）文件審查：文件報(bào)告的符合性及可追溯性檢查。

2.7焊接文件資料的審查

根據(jù)施工邏輯順序，按流程進(jìn)行記錄資料的檢查：原材料采購(gòu)（母材、焊材）→材料復(fù)驗(yàn)→存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)→發(fā)放/回收記錄→焊接工藝評(píng)定→焊工資格→設(shè)備標(biāo)定→焊接工藝卡→焊接過(guò)程記錄→相關(guān)無(wú)損檢測(cè)→見(jiàn)證件的設(shè)置→焊縫返修記錄（若有）→不符合項(xiàng)報(bào)告（若有）以及其中牽涉到對(duì)外接口所需要的合格供方評(píng)審報(bào)告（采購(gòu)、外委項(xiàng)目等）。

有針對(duì)性的審查過(guò)程資料：記錄的真實(shí)性、簽字人員的資格、資料記錄的符合性、填寫(xiě)的規(guī)范性、文件的可追溯性。

在施工過(guò)程中，要求對(duì)施工記錄及施工文件的控制做到以下方面：在產(chǎn)品（構(gòu)件）工序交接的過(guò)程中，質(zhì)量記錄必須同步規(guī)范形成；對(duì)各項(xiàng)作業(yè)、各道工序形成的記錄或檢測(cè)報(bào)告，確保質(zhì)量記錄的完整性和及時(shí)性。

3結(jié)論

核電站焊接施工管理是一項(xiàng)龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，屬于核電廠建造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，質(zhì)量要求嚴(yán)格，施工難度大，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量更好的監(jiān)督控制，需要以高度的責(zé)任心，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，通過(guò)不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高焊接施工管理水平，必須做好以下幾方面工作：

（1）質(zhì)量管理和質(zhì)量文化建設(shè)，在工程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)不斷地、定期地對(duì)參與施工的人員進(jìn)行質(zhì)量管理、核安全文化理念的培訓(xùn)，提高質(zhì)量意識(shí)。質(zhì)量就是核電的生命，進(jìn)一步完善質(zhì)量管理體系的薄弱環(huán)節(jié)，提高質(zhì)量文化水平，建立現(xiàn)代的質(zhì)量管理意識(shí)，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制。

（2）施工過(guò)程控制。施工過(guò)程控制是工程質(zhì)量控制的重要方面，必須嚴(yán)格進(jìn)行控制。特別對(duì)影響工程質(zhì)量的重要工序，關(guān)鍵材料的到貨驗(yàn)收，尤其是在工藝參數(shù)接近標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范上下限值的情況更要嚴(yán)格把關(guān)。對(duì)施工過(guò)程的控制應(yīng)從事先、事中和事后三個(gè)方面進(jìn)行。

（3）標(biāo)準(zhǔn)變化的檢查。標(biāo)準(zhǔn)是衡量事物的準(zhǔn)則，焊接標(biāo)準(zhǔn)主要包括設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)格書(shū)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，施工方案，在施工和檢查的過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行施工和檢查，做到每一道工序都有據(jù)可查。

（4）質(zhì)量過(guò)程記錄的控制。核電廠各參建單位應(yīng)建立和完善記錄系統(tǒng)，在施工過(guò)程中及時(shí)收集、保存、整理和移交記錄，并定期實(shí)施檢查，保證記錄的及時(shí)性、完整性、真實(shí)性和有效性，為機(jī)組生產(chǎn)運(yùn)行留下可追溯的有效記錄。

Welding quality control during construction of CAP1400

LI Hansheng，TANG Shi
（State Nuclear Power Demonstration Plant Co.，Ltd.，Rongcheng 264312，China）

During the nuclear power plant construction and installation，the quality of welding management directly affects safety and economy of nuclear power plants，the main activities during the installation process control，such as management of welding materials，welding procedure qualification，welding process control，non-destructive testing and record authenticity，integrity，effectiveness are the foundationtoensurethefinalquality ofthe items，CAP1400 demonstration projectsasthe world'sfirstnuclearpowerplant，design innovation complex and diverse normative standards，welding quality management methods will be keenly watched.This article studies and discusses this problem，in order to provide a reference for future projects.

construction；welding works；quality management

TG47

B

1001-2303（2016）11-0114-04

10.7512/j.issn.1001-2303.2016.11.25

獻(xiàn)

李漢勝，唐識(shí).AP1400建設(shè)期間焊接質(zhì)量控制[J].電焊機(jī)，2016，46（11）：114-117.

2016-03-30；

2016-09-06

李漢勝（1983—），男，河南濮陽(yáng)人，工程師，主要從事焊接施工管理工作。