華龍一號安全殼機械貫穿件焊縫無損檢測設計變更核安全管理案例分析

王繼偉

福建福清核電有限公司 福建 福清 350318

1、前言

設計變更是指對已批準的初步設計文件、技術設計文件或施工圖設計文件所進行的修改、完善、優化等活動。建安期間的設計變更可以由設計單位發起，對CFC版的設計圖紙或施工文件進行修改；也可以由建安承包商（即施工方）向設計單位發起。在進行設計變更時必須仔細考慮變更所產生的的技術方面的影響[ HAF003 核電廠質量保證安全規定 1991年7月27日 國家和核安全局令第1號發布 1991年修改]。本文通過對典型的現場設計變更案例進行分析，歸納總結了電廠在貫徹安全第一、質量第一的核安全理念所采取的措施，同時提出了設計變更管理方面的經驗反饋，為后續華龍一號機組建提供了管理經驗。

2、安全殼機械貫穿件設計變更

1）現場設計變更描述

2018年12月，生態環境部華東核與輻射安全監督站專項檢查時發現，A電廠5號機組核島安全殼機械貫穿件現場核級焊縫后取消射線檢驗的設計變更，設計單位答復以工期延誤風險為理由同意該變更。該變更由現場施工單位發起，變更原因描述為：由于雙殼間機械貫穿件波紋管與土建套筒焊口距離土建墻體很近，該類焊縫受施工空間影響，焊口返修存在極大困難”，故取消了81個貫穿件該類焊縫的焊后射線檢測，以層間滲透檢測代替；設計答復“因前期我部建議加短管的方案經現場調研核實后認為存在工程延期風險，故經多方溝通后同意按來文方案執行”。

2）現場設計變更流程

現場設計變更由施工方發起，經監理公司審查、工程總包方施工部門審查、工程總包方設計代表審查，工程總包方設計部門最終確認后，由施工方按照批準的變更單進行施工。A電廠業主作為監管方，對設計變更進行離線抽查。

3、現場設計變更分析

1）無損檢測標準依據

按照《反應堆機械貫穿件安裝方案》，安全殼機械貫穿件安全等級為核安全2級、規范等級為RCC-M2級；機械貫穿件、貫穿件套筒及膨脹節接頭主要形式為對接、角接。RCC-M標準體系焊接卷S7720.1中規定，對于核級設備、儲罐中全焊透角焊縫，以及隔離層焊接，如果不能進行射線檢驗，則進行超聲波檢驗。如果射線檢驗和超聲波檢驗均不能進行，則每焊三層進行一次滲透檢測。對于對接焊縫，由于技術上可以進行體積檢測，故沒有分層滲透檢測的規定。

經核查《碳鋼焊接接頭無損檢驗大綱》，針對所有l級焊縫和2級對接焊縫，均要求做100%焊后射線檢測；2級角焊縫要求做100%焊后射線檢測，無法做射線檢測的應做超聲檢測，超聲檢測也無法進行的，可以采取層間滲透檢測。

2）現場變更存在的問題

我國核安全法規規定，設計變更（包括現場變更）必須制定程序，并仔細考慮變更所生產的技術方面影響，所要求的措施要用文件記載。在進行設計變更時應說明原因。施工單位起草的變更單對于能否實施焊后射線檢測的描述不夠清晰“焊口返修存在極大困難”并沒有真實反映焊后射線檢測可達性的實際情況；設計答復也未從技術角度評估射線檢測可達情況及層間滲透檢測替代焊后射線檢測的可行性，僅工期延誤風險為理由同意該變更。

4、撤銷變更，按照原設計方案開展工作

1）按照原方案開展射線檢驗

該變更方案未體現前期是否對層間滲透檢測代替射線檢測所開展內容與分析結論，答復描述缺少射線檢測可達情況及層間滲透檢測替代焊后射線檢測的可行性的技術評估描述，僅描述了未實施加短管的原因。整個設計變更審批環節業主均未進行在線監管。A電廠華龍一號處于建安調試高峰期，為提高全員對核安全的重視，以更高的標準、更嚴格的要求確保華龍一號建設質量,經對焊縫射線檢測可達性進行詳細分析，A電廠決策撤銷該變更，按照原設計要求對所涉及的81條焊縫全部開展焊后射線檢測工作。

射線檢驗后，發現檢測合格率為69%左右，合格率不高。主要缺陷包括夾渣、氣孔、未熔合、焊瘤、咬邊、凹陷。經分析，產生缺陷直接原因是由于受到墻體、膨脹節對施工空間的影響，限制焊工焊接實施以及道間焊縫熔池的觀察，無法及時調整操作手法，影響焊接過程中缺陷定位、處理，以至于產生較多的焊接缺陷。間接原因為焊接過程風險識別不到位，在焊接過程中墻體、膨脹節對施工空間影響大的情況下，缺乏對焊縫質量評估胡過程，未制定有效的措施進行管控。

2）不合格焊縫開展返修處理

按照焊接缺陷產生的原因分析，為便于焊接操縱，保證焊縫返修質量，A電廠制定詳細了焊縫返修計劃，調整現場調試工作計劃、重新安排返修時間窗口、逐步開展返修工作，并對已焊接射線檢測不合格需返修的貫穿件焊縫所在附近的墻體進行剔鑿處理。通過對土建墻體進行剔鑿，為焊縫返修創造更大的實施工空間。經各方努力，81條機械貫穿件焊縫歷時5個月全部返修處理完成。

5、舉一反三擴大排查

1）現場設計變更排查

針對貫穿件焊縫現場變更處理所存在的問題，為切實做到舉一反三，A電廠制定方案、組織對同類設計變更進行了排查。排查范圍覆蓋了核島設計相關的、屬于核安全物項的現場變更以及不符合項，排查原則分四類，涉及到這四類排查原則的問題均要求開展評估：

原則一：凡是涉及到降低原設計標準的；原則二：變更原因和方案考慮現場進度的；原則三：變更原因為人員資質、設備條件不具備的；原則四：設計答復意見中缺乏明確意見、缺乏明確的設計與技術依據、變更依據或引述理由不當等答復不規范的；

經排查42971項現場設計變更單，共2936項現場設計變更單涉及到排查原則，需要進一步評估。變更單對應的排查原則的數量即評估如下：

2）質保監督檢查

在開展設計變更排查的同時，A電廠對華龍一號現場變更與管理的實施情況開展了質保監督檢查。監督檢查結果表明，A電廠華龍一號現場變更與管理過程基本能按照法規、大綱及相應程序要求實施。但仍然存在程序之間不自洽、過程記錄不規范等問題。

6、管理改進

經對華龍一號安全殼機械貫穿件現場設計變更典型案例進行分析，以及后續進行的舉一反三排查。A電廠現場設計變更管理主要問題如下：

（1）安全殼機械貫穿件現場設計變更問題根源在于預留焊縫焊接空間不足，導致產生了后續一系列問題；

（2）存在由于工期或進度原因產生的現場設計變更，設計變更原因分析及可行性分析論證不詳細，從設計變更單中無法體現“在進行設計變更時必須仔細考慮變更所產生的的技術方面的影響”的法規要求；

（3）A電廠業主對設計變更采取離線抽查的方式進行監督管理，不能第一時間對存在問題的設計變更進行管控。

通過歸納總結現場設計變更存在的問題及產生原因，A電廠提出了以下設計變更管理改進方法：

（1）安排設計人員進行現場踏勘，從設計源頭上進行優化，使設計工作貼近現場實際，從源頭上減少不必要的設計變更；

（2）A電廠及各級承包商按照核安全重要性對設計變更進行分級管理，將設計變更按照核安全重要性分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類設計變更，Ⅲ類設計變更核安全重要度最高，Ⅱ類設計變更核安全重要度次之，Ⅰ類設計變更未安全無關或非安全及設計變更。

（3）A電廠業主加強設計變更監督職能，對影響核安全許可證文件的設計變更，由A電廠業主進行前置審批，做到事前管控；對Ⅲ類設計變更和Ⅱ類設計變更進行在線審查，做到事中管控；

（4）明確設計變更來源為法律法規要求，國家行政部門及監管單位要求，設計改進，作業條件變化等；明確設計變更不得違反國家法律法規，不得因工期和能力不足等原因提出變更申請；

（5）A電廠和各級建設單位加強核安全文化宣貫；加強核安全文化推進建設，營造良好的核安全文化氛圍，不斷提升全員的核安全意識，不斷將核安全文化融入設計管理、工程建設等各個領域。

7、小結

由于核電工程的復雜性，華龍一號在工程建設過程中會產生大量設計變更，而設計變更文件的質量，將影響華龍一號工程建造質量。作為我國自主三代核電技術和核電“走出去”戰略的主力軍，必須加強對設計變更的管控，采取一系列有效措施確保建造質量、確保核安全。