控制閥門制造質量 確保電站設備安全運行

馮繼生 章 檬

（蘇州熱工研究院有限公司 江蘇蘇州）

發電廠使用的閥門流體管路的控制裝置，是介質流體管路的隔離屏障，既起著阻隔載熱劑的作用，也是保證電站安全運行的重要部件。電站閥門的基本功能是接通或切斷管路介質的流通，改變介質流動方向，調節介質壓力和流量，保護管路和設備正常運行。確保電站安全運行和高效發電，首先是解決裝備及其部件材料的國產化問題，避免泵閥系統出現故障。從閥門監理工作出發，論述控制閥門制造質量的方式及要求。

一、電站閥門特性

電站閥門和核電閥門在本質上是相同的，從遵從的國家和行業標準上無太大差異。如大口徑高壓配管主要使用閘閥，大口徑低壓配管則采用蝶閥，小口徑輔助配管大多使用截止閥或角式截止閥。核電閥門主要是指在核島N1、常規島CI和電站輔助設施BOP系統中使用的閥門。從安全級別上分為核安全Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和非核級，其中核安全Ⅰ級要求最高，而且數量和規格多，標準嚴。

（1）數量多。電站閥門是使用數量較多的介質輸送控制設備，是電站安全運行中必不可少的組成部分。據統計，一座具有兩臺100萬 kW機組的電站有各類閥門3萬臺，其中，截止閥占33.6%，隔膜閥占26.2%，球閥占12.8%，共占核島閥門的72.6%。

（2）品種與規格多。主要有閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、安全閥、主蒸汽隔離閥、球閥、隔膜閥、減壓閥和控制閥等，每種又有各自的規格和名稱。例如，蝶閥有海水襯膠蝶閥、橡膠密封蝶閥、金屬硬密封蝶閥；氣動法蘭連接金屬密封，包括金屬硬密封蝶閥、帶控制箱配對法蘭、螺栓、螺母、墊圈、纏繞墊片；電動法蘭連接，包括橡膠密封蝶閥、帶配對法蘭、螺栓、螺母、墊圈、纏繞墊片等。

（3）標準嚴。主要體現在一次冷卻系統使用的閥門，因為介質中含有放射性輻射物質，因此對閥門的密封超級嚴格，絕不允許泄漏，對閥門的可靠性要求極高，在ASME中均有詳細的規定。例如，把閥門視作耐壓容器的一種，各項技術標準非常嚴格，需有足夠的安裝、操作空間和照明，具有嚴格的操作規程。在閥門的質量管理上，也比其他類閥門要求高。為此，閥門供應商必須制定各種嚴格的措施，以保證設備的制造質量。

二、閥門質量的控制模塊

從多年從事國內閥門制造監理事務中發現：有的閥門供應商對制造過程中的質量控制不夠重視，存在一些質量問題；某些重要的電站閥門技術尚未突破；總體上仍落后于世界先進水平；重要配套裝置的自動化程度低，可靠性差；制造工藝比較落后，管理水平較低。為提高泵閥在內的零部件制造質量，應采用監督質量控制基本模塊，內容如下：

（1）原材料確認。審查原材料質量證明書，復核實際使用的材料牌號和規格尺寸。經過文件、實物及復驗見證，確認原材料的使用規格不低于合同或技術協議的規定后，方可確認。

（2）外觀質量檢查。在現場巡檢中是以閥門部件外觀質量作為檢查的重要內容，主要通過目視檢查，如果外觀質量總體較好即可放行。而監理更多采取預先提示和事前預防的做法，避免出現質量問題和減少缺陷，發現缺陷需及時整改。

（3）無損檢測。根據工藝過程，制造廠分別應用UT、RT、PT、MT、VT、LT等方法。因此，一定要審查無損檢測報告，確認所有無損檢測的部位及其相應的檢測方法、比例、驗收標準和級別、檢測人員的資質、檢測報告的規范性等，均應符合技術協議、設計及相關標準的要求。

（4）泄漏檢驗。為確保閥體強度和嚴密性，每個閥門都要進行嚴格的泄漏檢驗。即充氣皂泡檢驗和氦氣檢驗。其中氦氣檢驗的方法較為先進，對裂紋導致的泄漏更加敏感，但成本較高，工廠一般用氦檢替代氟利昂檢驗。必要時，現場監理要事前提請制造廠按照技術協議規定進行氦檢，并進行旁站見證，以確認檢查結果符合技術協議的要求。

（5）水壓試驗。閥門的水壓試驗過程中，為確保密封的嚴密性，在試驗前后都要仔細檢查，同時對試驗過程進行旁站見證。

三、閥門制造質量的全過程控制模式

1.原材料控制

原材料入廠后，首先要檢查相應批次的材質報告及實物。監理人員需要對合同中的設備制造質量監督程序及分包商的管理要求進行梳理，將采購管理要求傳達給供應商及分包商。在對制造開工文件檢查時，應重點對采購合同、技術協議、適用的執行文件等進行審查，應自始至終使用好控制模塊，確保原材料符合要求。檢查中發現的典型事例如下。

（1）不同材料的化學成分和力學性能，共用一個材質合格證號。①原材料化學成分缺項。例如，某閥門廠的閥門閥體雖然適用的是某種規范，但沒有按要求檢測Mo、N、CO等元素，存在缺項問題，要求提供熔煉和成品分析報告時，也只提供一組化學成分報告等；②性能試驗不規范和漏項。例如，有些閥門使用的是鍛件，按規范要求應檢測硬度，而某些閥門廠未做硬度檢查；③有些棒材力學性能試驗取樣要求，應在硬度最高和最低的材料上取樣，而實際上采取的是隨機取樣的做法。

（2）多份材質合格證，缺少供應商試驗員、批準人的簽字。①由于材料是制造廠方負責采購的，必須要求其加強對采購環節的控制和管理，對重要部件的檢驗和試驗項目進行監督或抽查，在原材料進廠前要嚴格把關，入廠后再進行復驗；②未按照與合同約定的技術條件進行采購，例如，某閥門閥蓋要求采購規范材料，而實際采購的閥蓋材料與技術要求不符；③鑄件材料表面質量問題突出，主要表現為砂眼、夾砂、表面裂紋等。

2.生產過程控制

閥門在生產過程中，熱處理、焊接、無損檢測、水壓試驗是重要的見證點，主要存在下列問題。

（1）熱處理問題。①參數控制不符合要求。例如，某閥門廠碳鋼閥體焊接后的消應力處理，裝爐溫度高于規范要求；②熱處理工藝不符合標準要求。例如，某閥桿的硬化處理溫度是725±10℃，不符合標準要求的720±10℃；③不需要消應力熱處理的工件進行了熱處理，例如，某閥門廠的閥座（材料是316 L）焊接后，根據工藝要求不需進行消應力熱處理，但卻進行了550℃的消應力處理。為此，應督促供應商提高工藝文件質量，把好文件編制、審核和批準關，加強制造過程的質量控制。

（2）焊接問題。應在焊接前，對人員資質、焊機、焊材、焊接本體、焊接工藝評定等進行詳細檢查。焊接中需關注不同焊層所用的焊材規格及相應的層間溫度。例如，在審查完工報告時發現兩塊閘板的密封面堆焊“層間溫度”分別為300℃和350℃，而350℃已超出WPS中“層間溫度”≤300℃的要求，于是監理要求對上述事實進行調查，找出原因并進行處理。

（3）無損檢測問題。閥門的密封面一般都要求做無損檢測，如滲透探傷(PT)等。但檢驗中經常遇到，①無損檢測的環境條件不符合相關要求。例如，冬季進行閘板密封面滲透檢測時，溫度已低于RCCM規定的要求，制造廠未采取加熱措施而實施滲透檢測；②無損檢測后表面清洗不干凈。由于閥門的零部件較多，滲透檢測后制劑未清洗干凈就向下流轉。為避免以上問題發生，監理需及時和制造廠溝通，并提高無損檢測人員責任感，按要求認真完成規定的無損檢測工作。

（4）水壓試驗。首先應保證試驗用水質量。監理在出席某制造廠的閥門壓力試驗時發現，水壓試驗應出示 A級水質報告，而水樣分析報告上的水樣分析日期距試驗日期已有1個月。經監理指出后重新采購了檢驗合格的A級水，但因不是每天采購桶裝水，在連續進行水壓試驗的情況下依然不能保證試驗用水的要求。在檢查試驗大綱的“試驗介質”時，關于水樣分析驗證的時間要求并未提及，現場實施人員也不清楚采購的桶裝水在保存多久后需重新驗證或廢棄。最后制造廠決定采購過濾器自產B級水，在每次試驗前采購足量的A級水，以保證試驗時符合規程要求。

其次，應注意壓力表的精度。例如，在對某制造廠計量室抽查時發現，壓力表的精度等級均為1.5或以下，不符合“壓力測量儀器的最大允許誤差＜1%”的要求。水壓試驗后應按要求督促制造廠對閥門進行烘干處理，特別是對密封填料的處理。監理在一次檢查時發現，幾臺閘閥的閥蓋與閥桿結合部位存有銹跡，懷疑是水壓試驗后對填料的烘干或處理措施不當所致，且非個別現象。

第三，需關注電動閥門的開關時間。例如，有的閥門開關時間為14.31～14.61 s，不符合圖紙14 s的要求，但技術規格書的要求是＜20 s。由于涉及已發運的10多臺和未發運的6臺閥門，監理發布了OS單，要求供應商升版圖紙，并發布E1類NCR，圖紙經采購方批準后方可發運相關閥門，并關閉E1類NCR。每個閥門的功能試驗，尤其是帶有電動或汽動執行機構的都需要見證，并在試驗過程中核對技術規格書及圖紙要求，確保滿足技術規范的要求。

3.最終檢查及裝箱時的控制

在最終檢查時，每臺（套）閥門需要最終確認圖紙，檢查閥門尺寸、通道內腔、銘牌、鋼印號等。例如，閥門操作手輪開關標識為O/F，而閥體上閥門開關標識為O/C，設備上兩處標識不一致，監理要求制造廠立即整改。對不銹鋼閥門最終檢查時，曾發現閥門殼體內部存有污物和銹蝕等。因不銹鋼閥門無法涂防銹油，在水壓試驗后要特別注意其清潔及干燥情況，防止受到污染。

4.制造完工報告的控制

由于電站閥門的特殊性，除了對產品實物嚴格要求外，對相關文件也應嚴格要求，特別是需要提交的產品完工報告。有些制造廠家因對設備完工報告要求不清楚，以及閥門的零部件多、生產環節繁瑣、完工報告收集與生產進度不同步等。例如，①完工文件不能及時匯編，甚至發貨1年后尚不能提交完工報告；②供應商編制完工報告缺少審核程序，審查過分依賴監理人員；③完工文件內容不完整，缺少需要提交的報告；④報告中的筆誤、不清晰、缺少追溯性、無簽字等問題較多。為此，監理需要不斷地與制造廠溝通，明確和落實供應商完工報告收集、整理、審核的責任，確保在發貨前制造廠及時提交完工報告。較好的辦法是將生產過程的質量計劃下發到車間，和零部件的工序一起流轉，可使收集工作快捷很多。

電站閥門制造過程的質量控制是一個系統工程，制造廠往往在設備制造過程中，對質量控制的重要性認識不夠，措施不夠嚴格，而引發多起質量問題。有些問題不僅嚴重，而且教訓相當深刻。因此，控制閥門制造質量，必須要引起業主和制造廠相關人員的高度關注和思考，以確保電站設備安全運行。