CAP1400建設期間焊接質量控制

李漢勝,唐 識

（國核示范電站有限責任公司，山東榮成264312）

CAP1400建設期間焊接質量控制

李漢勝,唐 識

（國核示范電站有限責任公司，山東榮成264312）

核電廠建安期間焊接質量管理直接影響核電廠的安全性和經濟性，安裝期間主要活動的過程控制，如焊接材料的管理、焊接工藝評定、焊接過程控制、無損檢驗及記錄的真實性、完整性、有效性是保證物項最終質量的基礎，CAP1400示范工程作為世界首臺核電機組，設計創新規范標準復雜多樣，焊接質量管理方法備受關注。針對此問題進行研究探討，以期為后續工程項目提供借鑒。

建造；焊接工程；質量管理

0前言

CAP1400型壓水堆核電機組是在消化、吸收、全面掌握我國引進的第三代先進核電AP1000非能動技術的基礎上，通過再創新開發出的具有我國自主知識產權、功率更大的非能動大型先進壓水堆核電機組，并對反應堆冷卻劑系統、專設安全設施、主要核島輔助系統及主設備等進行重新設計與系統性優化，設計壽命60年，單機容量140萬kW。

核安全法規明確規定，在核電廠設備制造、安裝及檢修過程中，焊接是一項不可或缺的特殊工藝過程，同時也是備受關注的安全質量相關活動。由于焊縫自身的力學性能不均勻性、材料不均勻性以及焊縫設計、焊接質量控制等多種因素的影響，焊接接頭容易發生缺陷，并在隨后的電廠運行中，在諸如應力、溫度、輻照、氫吸附、腐蝕、振動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展，成為核電廠部件、設備和系統的薄弱環節。

CAP1400由上海核工程研究設計院作為設計總包院，承擔總的技術與設計責任，工程總承包由國核工程有限公司與上海核工程研究設計院（以下簡稱“上海核工院”）、國核電力規劃設計研究院（以下簡稱“國核電力院”）組成的聯合體共同承建，項目控制上缺少了美國西屋公司的技術支持與管理指導，對工程項目管理是一個新的挑戰。

CAP1400工程參考了美國ASME規范標準，同時由上海核院依據國內生產水平重新設計了完整的技術標準體系；電站常規島由國核電力院承擔技術與設計責任，設計大量參考電力行業規范。因此，CAP1400示范工程面臨著參考標準多、體系復雜、物項控制重點難以掌握等困難。

為了更好地開展焊接管理工作，在此著重歸納示范項目在焊接管理領域里進行的主要管理工作及其工作流程。

1CAP1400示范項目焊接工程概況

CAP1400焊接工程標準體系包括設計技術規格書與ASME、國標、電力行業標準等，技術管理復雜。另外，工程總包與建設單位人力資源狀況無法滿足核電工程項目快速發展的需求，相應技術能力儲備不足，給工程管理帶來極大的風險。示范項目現場參建單位質保體系和管理體系多有不同，開展前期工作過程中出現一定數量的違反技術與管理規范的事件，焊接工程質量管理事件占一定比例。對此，各方積極探索，制定了一套行之有效的管理方法，規范現場施工活動。

設計總包方給出的焊接規范主要分為以下方面，每一類技術條件有細分多個技術規格書，如有關焊材、板材、管材等，其中技術要求和管理層次均有不同：

主設備類焊接技術條件；機械模塊類焊接技術標準；結構模塊類焊接技術標準；管道類焊接技術條件；鋼結構類焊接技術規范。

工程總承包方為國核聯隊，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施工承包商，必須把各單位統一納入示范工程項目的管理體系中。

2焊接工程管理

CAP1400示范工程焊接質量監督分五個層次進行，以達到對焊接質量的全面監督管理：施工承包商兩級QC，施工班組QC及質檢部門獨立QC，對焊接最終質量及相關文件資料全過程進行檢查驗收；總承包管理單位對焊接質量負有全面管理責任，設置獨立的QC工程師；監理單位受業主委托對承包商焊接的全過程進行獨立監督；業主人員對焊接質量做最后抽查驗證，對各級承包商、監理人員的質量監督情況進行獨立監督驗證；最后是國家核安全局監管部門對整個工程中的重點施工項目及可能存在的安全隱患進行抽查監督。

焊接工程管理主要包括：焊接工藝評定監督管理、施工方案焊接技術審查、現場產品焊接。在產品的焊接過程中重點關注：焊接工藝卡實施情況、焊工/焊接操作工的資質監督管理、焊接設備和工器具的有效性監督管理、材料（包括焊材和母材）的監督管理、焊接施工環境監督、與焊接相關的變更監督管理等，每個方面均可以從“人、機、料、法、環”五個環節進行審查監督，形成一套完整的焊接質量監督管理機制。

2.1焊接工藝評定管理

焊接工藝評定試驗實施過程中的焊接要求與工程實際焊接施工要求相一致，從“人、機、料、法、環”方面嚴格控制。

人：焊接工藝評定是對擬定焊接工藝參數的驗證，焊工選擇本著“平均先進”的原則，要求選用操作熟練的焊工，代表多數焊工的技能操作水平，應盡量避免選用操作技能過于優秀的焊工進行工藝評定。

機：評定過程中使用的工機具與產品焊接一致，主要是焊機，所有工機具均要求處于檢定有效期內，并連續使用，保證工機具的實際有效性。

料：主要指評定用母材及焊材（包括焊條、焊絲），兩者必須驗收合格，具有有效的材質證明書。同時焊材的存放必須按照相關技術條件的要求進行分類標識，存放環境的溫度不小于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行烘干。焊條領用后應立即放置在個人便攜式保溫桶內，保溫桶內溫度保持在75℃～150℃，焊條嚴禁長時間暴露在空氣中。

法：主要是擬定的焊接工藝參數和焊接工藝紀律。整個焊接工藝評定過程中必須根據擬定的工藝參數進行焊接試驗件的制作，不得超出擬定規范參數，并遵守焊接工藝紀律。

環：指焊接工藝評定環境，場地要求通風良好，環境濕度不得大于90％。焊接位置與操作空間模擬現場實際情況進行，必要時設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，組織規劃焊接工藝評定項目，至少在焊接作業開始前45天實施焊接工藝評定，各級管理單位對焊接工藝評定過程進行監督管理，焊接工藝評定管理流程如

圖1所示。

圖1 工藝評定流程

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，核安全級與核安全相關級物項實施焊接作業的人員必須滿足HAF603要求，經核安全監管部門認可頒發證書。

取得焊工資格證的進場焊工必須進行技能評定，以驗證其操作技能是否滿足施工需求，技能評定結果需經各級管理單位的認可，焊工技能評定合格后，由施工承包商提出焊工進場申請，經管理單位批準。

對焊工考核及一次合格率每月進行統計，動態掌握焊工實際焊接過程中的水平，對合格率低的焊工及時進行再培訓，根據培訓情況決定是否重新上崗。

各施工承包商所有持證焊工、無損檢測人員、焊接質量檢查人員在作業過程中必須隨身攜帶資質證明文件，便于有效管理人員，防止無證作業的情況發生。

2.3焊接材料管理

工程承包商必須保證使用在工程實體上的焊接材料進場驗收合格，確保焊接材料按照設計文件及相關標準的要求進行復驗；驗收合格的焊接材料，承包商應有正確的標識標記，做好儲存、烘干、發放及回收記錄。各級管理單位對焊接材料的驗收、儲存及使用進行監督管理；承包商每月向提交焊接材料進場驗收情況。

焊接材料控制重點：

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

（2）嚴格控制核級焊材的采購。為保證焊接質量，防止熱裂紋的產生，對核級焊材的關鍵指標如S、P、Ni、Cr、鐵素體含量等進行嚴格控制。

（3）依據是設計院的材料采購技術規格書對QSA3及其以上級別的焊接材料進行現場復驗。

（4）質量監督人員對某一材料的質量有懷疑時進行現場復驗。

（5）加強焊接材料的使用管理：依據設計院技術規格書對現場焊材的儲存烘焙、發放回收、使用標識等進行嚴格控制管理，不定期對各施工單位的一級、二級焊材庫進行監督檢查，內容包括焊材存放是否規范、烘培是否按照要求溫度進行、發放與回收是否嚴格按照程序規定進行、各項記錄是否完整規范等方面。

2.4焊接及熱處理設備

焊接及熱處理設備進場前必須經過有資質的單位檢定合格，并在明顯處貼合格標識；承包商必須建立設備管理臺賬，根據相關要求定期對焊接活動所用計量工器具進行標定，同時做好焊接及熱處理設備的維護并形成維護記錄，各級管理單位監督檢查進場焊接及熱處理設備的有效性。

2.5無損檢驗

施工承包商無損檢驗人員必須持證上崗，核安全級與核安全相關級物項焊縫無損檢驗人員資格必須滿足HAF602的要求；實施無損檢驗的單位需按照規范設立無損探傷室，并制定相應管理程序及工作程序。

為確保CAP1400工程焊縫質量，邀請獨立第三方對施工承包商無損檢測過程及結果進行監督檢查，無損檢測監督檢查活動與RT、PT、LT、UT四種方法相關，具體操作方式如下：

RT報告（含底片）復查；重新對焊縫進行PT復檢；PT檢驗過程跟蹤監督見證；LT檢驗過程跟蹤監督見證；重新對焊縫進行UT檢驗。

2.6現場焊接施工管理

SNPDP、監理公司對工程承包商和施工承包商的焊接施工活動及其管理體系的有效性和規范性進行檢查驗證；現場焊接質量管理主要方式為質量計劃見證、日常巡檢和專項監督，焊接質量管理檢查監督內容包括但不限于以下幾點。

2.6.1焊接前檢查

（1）焊接作業文件有效性，焊接作業文件包括但不限于：施工圖紙、焊接方案/程序、技術安全交底、焊接工藝卡（WPS）、熱處理工藝卡（必要時）、無損檢驗程序/工藝卡、焊接工藝評定報告（必要時）、

質量計劃ITP、動火證。

（2）滿足規定項目資格的焊工或焊接操作工、熱處理人員及無損檢驗人員。

（3）合格的焊接設備和工具、熱處理設備、無損檢驗設備。

（4）檢查焊材，確認焊材牌號、批號和焊材狀態。

（5）檢查環境溫濕度、環境清潔度是否符合要求。

（6）檢查焊接特殊耗品（主要對不銹鋼），如Ar氣。

（7）焊接前對坡口或待焊鄰近表面檢查。

（8）檢查焊接是否對設備的不可接受的熱影響。

（9）焊縫標識是否符合要求。

2.6.2焊接過程檢查

（1）防止在坡口外起弧。

（2）焊接過程中，對焊接電流、Ar氣流量檢查，確認其在工藝卡范圍內。

（3）對不銹鋼焊接，打磨用的工具應為不銹鋼專用打磨工具。

（4）焊接過程中，對焊接施工記錄檢查。

（5）對層間溫度進行測量（若有要求）、每層焊縫應進行打磨清理。

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

2.6.3無損探傷過程檢查

（1）旁站監督：如PT/LT/MT/VT的操作人員資格、操作時機、規范操作、耗材等。

（2）文件審查：文件報告的符合性及可追溯性檢查。

2.7焊接文件資料的審查

根據施工邏輯順序，按流程進行記錄資料的檢查：原材料采購（母材、焊材）→材料復驗→存儲標識→發放/回收記錄→焊接工藝評定→焊工資格→設備標定→焊接工藝卡→焊接過程記錄→相關無損檢測→見證件的設置→焊縫返修記錄（若有）→不符合項報告（若有）以及其中牽涉到對外接口所需要的合格供方評審報告（采購、外委項目等）。

有針對性的審查過程資料：記錄的真實性、簽字人員的資格、資料記錄的符合性、填寫的規范性、文件的可追溯性。

在施工過程中，要求對施工記錄及施工文件的控制做到以下方面：在產品（構件）工序交接的過程中，質量記錄必須同步規范形成；對各項作業、各道工序形成的記錄或檢測報告，確保質量記錄的完整性和及時性。

3結論

核電站焊接施工管理是一項龐大且復雜的系統工程，屬于核電廠建造的關鍵環節，質量要求嚴格，施工難度大，為了實現對工程質量更好的監督控制，需要以高度的責任心，嚴謹的工作態度，通過不斷的總結經驗教訓，提高焊接施工管理水平，必須做好以下幾方面工作：

（1）質量管理和質量文化建設，在工程建設過程中應不斷地、定期地對參與施工的人員進行質量管理、核安全文化理念的培訓，提高質量意識。質量就是核電的生命，進一步完善質量管理體系的薄弱環節，提高質量文化水平，建立現代的質量管理意識，落實質量責任制。

（2）施工過程控制。施工過程控制是工程質量控制的重要方面，必須嚴格進行控制。特別對影響工程質量的重要工序，關鍵材料的到貨驗收，尤其是在工藝參數接近標準、規范上下限值的情況更要嚴格把關。對施工過程的控制應從事先、事中和事后三個方面進行。

（3）標準變化的檢查。標準是衡量事物的準則，焊接標準主要包括設計技術規格書，標準規范，施工方案，在施工和檢查的過程中應嚴格按照相關標準的要求進行施工和檢查，做到每一道工序都有據可查。

（4）質量過程記錄的控制。核電廠各參建單位應建立和完善記錄系統，在施工過程中及時收集、保存、整理和移交記錄，并定期實施檢查，保證記錄的及時性、完整性、真實性和有效性，為機組生產運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

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

2016-03-30；

2016-09-06

李漢勝（1983—），男，河南濮陽人，工程師，主要從事焊接施工管理工作。