AP000 IHP三角架制造的安全管理

宗濤

【摘 要】生產制造過程的安全管理是制造企業生產管理的重要內容，研究出一種有效的安全管理方法，對于防止安全問題的發生，提高企業安全管理工作，促進企業健康發展具有重要的意義。本文以IHP三角架制造中的安全管理工作為基礎，通過詳細的分析和探討，提出了一種“望聞問切饋”的五字安全管理方法。它對后續制造企業的安全管理工作具有一定的借鑒和參考。

【關鍵詞】IHP三角架;安全管理;糾正措施

中圖分類號： TH188;F426.4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）06-0266-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.104

【Abstract】The safety management of the manufacturing process is an important part of the production management of the manufacturing enterprise. It has a great significance to study an effective safety management method to prevent the occurrence of safety problems， improve the safety management level and promote the healthy development of enterprises. Based on the safety management work in the AP1000 IHP Tripod manufacturing， this paper proposes a five-words safety management method that “observe and analyze the questions and make corrective action and execution and experience feedback” through detailed analysis and discussion. It has certain reference for the subsequent safety management of manufacturing enterprises.

【Key words】Integrated head package tripod;Safety management;Corrective action

0 引言

核電是人類和平利用核能的重要手段之一，在化石能源儲量有限、環保要求嚴格的今天，積極推進核電建設，對于滿足社會發展不斷增長的能源需要，保障能源供應與安全，實現電力結構優化和可持續發展都具有重要的意義。為提升我國核電技術水平，加快核電建設步伐，2007年我國引進了當前世界上最先進的AP1000核電技術。AP1000核電具有兩個最鮮明的特點，一是采用“非能動”的安全系統，二是采用模塊化建造技術[1]。

AP1000一體化頂蓋組件（Integrated Head Package，簡稱IHP）由起吊三角架、屏蔽罩、電纜橋架、CRDM冷卻系統、CRD.M抗震支撐懸臂吊、電纜連接面板、核級電纜及儀表組件等多個獨立部件組成（圖1），其主要功能是提供用于拆開和移走反應堆壓力容器頂封頭與容器連接螺栓，通過裝在組件內部的起吊三角架提起和移動反應堆壓力容器頂封頭，完成反應堆的換料工作。IHP簡化了核島內反應堆的換料操作程序，減少了停堆時間，減少了個人輻射劑量，提高了反應堆換料過程的安全性。

三角架組件是IHP的承重組件，它需要承受IHP與反應堆頂蓋RVCH、控制棒驅動機構CRDM一起形成的重達幾百噸的總重量，對安全可靠實現IHP的換料功能具有舉足輕重的作用。三角架組件的制造包括零部件的制造、組裝、載荷試驗等，由于零部件具有個體大、重量重、多工種配合組裝、高空作業等多重安全風險高的特點，因此，研究三角架組件制造過程的安全管理對三角架組件制造的質量和進度有著重要的意義。

1 IHP三角架組件的結構及制造流程

IHP三角架組件主要由3根長桿形鍛件、3根短支桿、1件分度Y型塊、3件起吊Y型塊、3件左旋U型夾、3件右旋U型夾、6根銷子和1件起吊吊耳等零件組裝而成（圖2），以上零部件都是鍛件。IHP三角架組件的制造工藝流程為（圖3）：零部件加工，部件組裝組焊，組件試裝配，部件載荷試驗，組件載荷試驗，零部件包裝運輸，現場裝配。

2 IHP三角架組件制造的安全管理

IHP三腳架組件制造中涉及多道工序、多個工種、多類設備，參與人員數量多，多種安全風險交織，給安全管理工作帶來了較大難度。為此，通過對IHP三角架組件制造活動中不同階段的特點分析，并結合實際的安全管理，在此提出“望聞問切饋”的五字安全管理方法，為類似制造企業的安全管理工作提供參考（圖4）。

2.1 望—熟悉了解產品，把握安全管理工作重點

在產品制造開始前期，安全管理人員一方面主動邀請產品技術管理人員對IHP三角架產品的相關知識進行培訓宣貫，初步了解產品特點;另一方面安全管理人員充分發揮主觀能動性，積極收集查閱產品的相關資料，加深對產品的認知，明確IHP三角架制造中安全管理工作的切入點和把控重點。三角架零部件的價值較高，原材料需單獨定制供應周期長，零件的加工時間長，因此，三角架零部件的安全生產對整個產品的如期交貨具有決定意義，這樣一來三角架制造過程中的安全管理工作變得異常重要，因為既要保證零部件的制造安全，也要保證作業人員的生產安全。

三角架的零件最長達到了7米，最重的達到了500千克，組裝高度約15米，裝配時，需要車間的行車起吊配合，起吊高空作業，作業難度大，起重人員、指揮人員與裝配人員需要精心協作，安全風險高。通過熟悉IHP三角架產品的相關知識，分析其制造工藝特點，開展工作危害分析，分解生產制造過程中每一步的工作步驟，利用“LSR分析法”識別每一步驟的安全風險，從而得知三腳架組件制造過程中，試裝配環節及載荷試驗環節的安全風險較其他制造環節要高，因此，試裝配環節及載荷試驗環節成為了IHP三角架生產制造安全管理的重點監控環節，安全管理人員及生產人員均需重視。

2.2 聞—介入技術準備，融合安全管理和技術管理

為了確保安全管理工作的針對性更強，安全管理人員從產品制造的前期就要介入，主動參加產品制造的技術交底會，多多了解產品制造的工藝流程。組織有類似工作經歷的一線工人參與安全風險較大的工序安全技術交底文件的會審討論，充分借鑒以往類似產品制造的工作經驗以彌補新產品制造經驗欠缺的不足。安全管理人員通過參加安全技術交底，在充分理解產品制造工藝的基礎上，從安全管理的角度提出風險，多多聽取大家的解決措施，并和大家一起充分討論、集思廣益，對可能出現的安全問題及其安全風險防范的措施進行優化完善，同時通過討論也讓生產制造人員對安全風險防范有著更加深入的理解，從而轉化為制造活動中安全生產的自主性和自覺性。

學習培訓是提升員工安全素質的重要途徑，技術管理人員、安全管理人員、生產管理人員、班組作業人員全方位參與的安全技術交底會，實質也是一種學習培訓會，與會人員充分參與其中，安全管理工作的參與度更高，也更能激發大家的主觀能動性，化被動安全為主動安全即要我安全轉變為我要安全，取得的效果更好。安全技術交底會是技術措施、安全管理方法、制造工藝、工作經驗的深度交流的一種重要形式，通過介入技術交底，可以實現技術管理、生產管理和安全管理的有機融合，將安全管理工作及時切入進產品制造前期，從而確保安全管理工作的實效性。

2.3 問-參與關鍵階段，明確安全管理具體問題

在三角架試裝配和載荷試驗的重點監控階段，安全管理人員更要積極并高頻率地參加生產車間作業班組的班前班后會，因為班前班后會不僅是企業管理工作的重要基礎環節，也是確保安全高效完成各項工作的重要前提和保障，而且也是安全管理人員對班組作業進行安全監督的重要環節和極佳抓手。班前會是班組長分配生產任務、實施生產計劃的主要途徑。班前會是開工會、是動員會，也是安全風險提醒會，在班前會上，班組長根據生產計劃，以及當班的計劃要求，結合車間工作環境、設備狀況，組織安排好班組生產操作等注意事項，做好生產工藝難點及的分析、落實好生產過程中的安全責任。通過短暫的班前會議，使每一個員工結合上個班的生產情況，知道接班后應如何操作，應注意什么，以及怎樣在原有的基礎上提高效率，從而保證當班中順利生產、安全生產、高效生產。班后會則是總結一天的工作經驗、教訓，安全管理人員與生產人員充分交流，多多詢問生產現場出現的制造、安全等新問題，通過集中分析并確定針對性的措施去解決，這樣就為下一步的生產工作奠定了基礎，同時也積累了工作經驗，使班組全體成員的技能水平都得到了提高、安全意識得到了提升。班后會是總結會，班組長總結講評本班組在當班中工作任務和安全等方面的完成情況、落實情況，對做得好的組臺及個人進行表揚和鼓勵，對出現的違章作業等不到位地方進行檢討、分析，甚至可以對第二天的班組工作、人員安排提出改進建議。因此，安全管理人員主動參加作業班組的班前班后會，可及時了解當班的作業內容，對出現的安全問題在班后會上及時指出，大幅消除安全隱患，確保安全風險得到及時整改。

2.4 切-深入現場，及時發現安全隱患并采取糾正措施

在班組作業現場，安全管理人員相對于班組作業人員，屬于監督者和旁觀者，對現場人的不安全行為和物的不安全狀態相較于作業者有著更為清醒的認識，對安全隱患有著更為敏銳的察覺，因此，在三角架組件的制造階段，安全管理人員應深入現場，始終堅持三現原則，及時發現安全隱患并采取糾正措施，最大程度降低安全風險。

在產品制造安全管理過程中，以“現場為中心”是安全管理人員必須樹立的現場觀念，而堅持“三現主義”是貫徹“現場為中心”最好的方式，可以保持對現場最密切的接觸和了解。 “三現主義”即“現場、現物、現處理”，當問題（異常）發生時，安全管理人員要快速到達現場;檢查確認現物（有關的物件）;認真探究，并當場采取處置措施[2]。現場是所有真實資料的第一來源，安全管理人員應該到現場去探查所取得的信息，而不能依賴于他人提供的資料報告。當安全管理人員在現場時，甚至用不著看文字資料，因為所看到的、所察覺到的，就是原始的第一手資料。安全管理人員可以借鑒交通警察執法終端的運用手段和方法思路，運用至安全生產隱患排查APP上，創建可視化的現場管理系統，通過“現場拍照——下拉勾選——自動上傳至內網辦公平臺——自動發布隱患整改通知——現場拍照（整改方）——驗證審核——自動關閉”等預期功能，實現移動檢查和隱患整改，即管理人員只要一走入現場，一眼即可看出問題的所在，而且可以在當時、當場下達整改指令。“現物”是現場管理的對象一一人、機、料、法、環。一旦有問題或異常的狀況時，安全管理人員應該第一時間趕到現場，仔細觀察檢查現物，多問幾個為什么，應用一般安全管理知識的低成本方式就能夠確認出問題的原因。安全管理人員的工作之一，應當是要經常保持注視變動運行的現場，而且依據現場和現物的原則來認定問題。“現處理”就是對于問題的解決處置要迅速，當場采取對策措施。當你停留在現場，觀察現物，找到問題的真正原因，當場審查間題，許多與現場有關的問題，都可以即時地當場發現、當場解決。在IHP三角架組件的零部件加工、組焊非關鍵階段，安全風險相對較小，可以采取抽查的安全監督方式。在IHP三角架組件試裝配和載荷試驗的關鍵階段，有行車操作人員、起重指揮人員、試驗臺架操作人員、產品裝配人員的交叉作業以及質量、技術、安全、生產管理人員的交叉活動，有行車的移動、試驗臺架操作平臺的移動、三腳架組件的移動等設備設施的動作，各種作業要素在作業現場交織，安全風險大幅增加。針對這種安全風險大的情況，安全管理人員應在整個三角架組件試裝配和載荷試驗階段采取現場旁站的方式，在作業現場實施安全監督，確保安全生產，降低安全風險。

AP1000 IHP三角架組件連接器部件試驗荷載約為825萬N（F1=8.247 X106N）;三腳架組件作為一個整體進行荷載試驗，在部件下部每一個起升拉桿的銷孔位置施加約250萬N向下的試驗荷載（F2=2.27X106N、F3=2.65X106N、F4=2.65 X106N），在上部的吊鉤連接塊銷孔位置施加約700萬N（FL）向上的試驗荷載;三根起升拉桿需要分別進行荷載試驗，試驗荷載大小約為250萬N（FT），起升拉桿高度8186mm，三角架平面內最大直徑尺寸3500mm（圖5）。試驗載荷很大，安全風險很高，為確保IHP三角架組件載荷試驗階段的安全，除了從安全管理上采取旁站監督的方式，還需從力學角度上進行載荷試驗分析。針對AP1000 IHP三角架提升裝置載荷試驗的要求及結構尺寸特點，同時考慮CAP1400IHP的應用，設計了大噸位、多吊點、多功能的門式載荷試驗裝置（如圖6）所示。試驗工裝內部凈空間5000mm寬，12000mm高;試驗工裝由頂梁、立柱、底座、液壓加載系統形成封閉加載系統，底座主吊耳、AP1000 IHP三角架吊耳、CAP1400IHP三角架吊耳集成于底座上，既可以滿足常規試驗件的載荷拉伸試驗，又可以滿足AP1000、CAP1400IHP提升裝置三角架的載荷試驗要求。工裝底座主體結構由橫向H型鋼組合梁和縱向H型鋼組合梁組焊而成，三個（5）號吊耳點位置為CAP1400的IHP三角架載荷試驗吊耳點，位于橫向組合梁上，三個（4）號吊耳點位置為AP1000的IHP三角架載荷試驗吊耳點，位于橫向組合梁與縱向組合梁交叉的位置。底座長7390mm，寬5000mm，高度1500mm。底座主梁材質Q420 B，其他部分材質Q345 B材質。

運用INVENTOR三維建模軟件反復建模，ANSYS有限元分析軟件對工裝底座主梁受力進行有限元分析。根據預估CAP1400 IHP三角架提升裝置連接器的載荷試驗要求：最大試驗載荷1.23 X107N，按照《建筑結構載荷規范》規定計算荷載標準值為SQ=1.332X107N[3]，荷載組合設計值為S=1.847X107N[3]，分別作為設計輸入值加載到底座主吊耳上，計算底座主梁的變形及應力變化。邊界條件：約束底座兩邊與柱腳相連結處。有限元分析結果如圖7所示：局部點應力值達到300MPa-325MPa，滿足Q420 B設計強度值325MPa[4];變形最大值4.968mm小于變形設計值5.89mm。所以此主梁結構滿足CAP1400 IHP三角架載荷試驗受力及變形的設計值要求，同樣滿足AP1000IHP三角架載荷試驗設計要求，本工裝結構安全。

運用INVENTOR三維建模軟件反復建模，ANSYS有限元分析軟件對工裝底座吊耳受力進行有限元分析。載荷條件取AP1000IHP載荷力F3=2.65X106N、F4=2.65X106N，按照《建筑結構載荷規范》規定荷載組合設計值為SY=3.981X106N[3]，作為設計輸入值加載到AP1000底座吊耳上。取出吊耳結構部分進行有限元受力分析;邊界條件：按照實際狀態進行等效邊界約束。有限元分析結果如圖8所示：局部點應力值達到200MPa-250MPa，滿足Q345B設計強度265MPa[4];變形最大值0.992mm小于變形設計值5mm。所以此吊耳結構滿足載荷試驗的受力及變形的設計值要求，本工裝結構安全。

2.5 饋-經驗反饋，提升安全管理措施的準確性和適應性

經驗反饋，是對生產制造安全管理過程產生的經驗教訓進行收集、分析、改進和應用，以提升安全管理措施的準確性和適用性，進而避免同類安全風險事件重復發生的閉環管理過程，以及對生產制造安全管理活動中的良好實踐及經驗總結進行收集和應用的過程[5]。經驗反饋的有效開展，可以確保生產制造過程得以安全、可靠、有序的進行。

通過安全風險信息收集、篩選，進而對安全事件進行分析、制定糾正措施，根據實際安全管理實施情況對措施異常狀態進行分析，開展經驗反饋存儲、培訓、交流及推廣等過程，建立清晰明了的安全經驗反饋管理流程（圖9），便于在安全管理經驗反饋中進行有效的實施，從而確保安全管理經驗反饋的成果及時有效的利用起來，保障安全管理經驗反饋的效果，繼而整體提升生產制造過程中安全管理的水平。

3 結語

制造的安全管理不是一個單獨存在（下轉第239頁）（上接第269頁）的孤島，它與技術管理、質量控制、工藝特點等息息相關，它是一項多因素、多環節、動態復雜的系統工程，同時也是制造企業生產管理的重要內容。安全管理工作是各項工作開展的首要前提，不論是企業負責人、企業其他領導干部還是企業普通員工均需對安全管理工作保持高度的警惕性和自覺性。本文以IHP三角架制造中的安全管理工作為基礎，提出了一種“望聞問切饋”的五字安全管理方法，它對制造企業的安全管理工作和安全管理文化的建設具有一定的指導意義。

【參考文獻】

[1]林誠格，郁組盛.非能動安全先進核電廠AP1000[M].北京：原子能出版社，2008.

[2]建筑結構荷載規范[S].GB 50009-2001.

[3]鋼結構規范[S].GB 50017-2003.

[4]劉承元.管理的三現主義[J].企業管理，2008，1：78-79.

[5]趙棟，景曉冬.工程經驗反饋推薦系統在核電設備設計中的應用研究[J].制造業自動化，2017，10：123-127.