核反应堆压力容器小锻件质量控制 本文关键词：核反应堆，锻件，质量控制，压力容器
核反应堆压力容器小锻件质量控制 本文简介：摘要：核电产品小锻件制造周期长、效率低，小锻件的质量控制直接影响到RPV的整体质量和主线进度，因此以百万千瓦反核应堆压力容器CRDM管座质量控制为例，论述如何保证小锻件的产品质量，从而提高生产效率。关键词：核反应堆压力容器；小锻件；质量控制引言在压水堆核电站中，反应堆压力容器（RPV）是核岛主设备的
核反应堆压力容器小锻件质量控制 本文内容：
摘要：核电产品小锻件制造周期长、效率低，小锻件的质量控制直接影响到RPV的整体质量和主线进度，因此以百万千瓦反核应堆压力容器CRDM管座质量控制为例，论述如何保证小锻件的产品质量，从而提高生产效率。
关键词：核反应堆压力容器；小锻件；质量控制
引言
在压水堆核电站中，反应堆压力容器（RPV）是核岛主设备的核心，它是一回路设备服役期间唯一不可更换的设备，对核电厂的安全、可靠、长期运行具有决定性作用，是核电厂安全防御系统的重要组成部分。反应堆压力容器具有服役时间长、工况恶劣、设备重量大、尺寸精度高、制造工期长、制造难度大等多种特点，因此，技术条件要求极其严格，也是政府核安全部门、业主关注的焦点，关系到核电厂的安全和稳定运行。在反应堆压力容器本体材料中，外购小锻件共370余件，材质种类多，占据了RPV本体材料的大部分。小锻件的质量控制直接影响到RPV的整体质量和主线进度。因此，按照法规、标准、技术条件和图纸，对小锻件进行质量控制，具有现实意义。
1小锻件质量控制的目的
小锻件质量控制的目的是制定一套方法，用来指导焊接、探伤、机械加工、检查，实施事前控制，进而实现小锻件批量化制造和控制，改变小锻件制造周期长、效率低的现状。小锻件的质量控制目标是从锻件验收入库到水压试验结束，实施全过程的质量控制。
2质量控制文件的准备
小锻件质量控制文件由质量计划和各种质量控制表格组成。小锻件质量控制的核心是批量控制，对产品验收及出库、锻件分解及配对、焊接、探伤及精加工各工序，应分别编制质量控制表格，可以确保锻件印记准确，质量信息传递快，提高生产效率。质量计划是质量控制的前提，在文件准备阶段，编制质量计划的工作尤为突出和重要。质量计划具有以下三方面作用：1）在质量计划编制阶段，能够清晰、完整地反映产品制造过程及工序，提供业主审核并选择见证点。质量计划的编制依据包括标准、技术条件、图纸、工艺等文件。2）在质量计划的执行阶段，它真实地记录了所有工序的执行情况、参与人员和时间，是其他所有记录的纲领性文件。3）在质量计划的归档阶段，它是质量证明文件的核心，是追溯产品质量的重要文件。因此，在文件准备阶段，需要将这些文件准备充分。
3小锻件验收入库及出库
锻件验收时，必须要严格对照技术条件、锻件制造大纲和采购图纸，审核锻件完工报告。锻件完工报告由以下部分组成：1）CRDM管座法兰材料为Z2CN19-10（控氮），应符合RCC-MM3301《用于1、2、3级设备的奥氏体不锈钢锻件和冲压件》的规定；2）CRDM管座贯穿件材料为NC30Fe，应符合RCC-MM4108《热挤压NC30Fe镍-铬-铁合金管》的规定；3）熔炼分析和成品分析的化学成分；4）钢锭头部和尾部的去除量、锻造比；5）热处理报告及热处理曲线；6）力学性能；7）金相、晶粒度、非金属夹杂物；8）晶间腐蚀；9）液体渗透和超声波探伤的结果；10）最终交货尺寸；锻件出库的核心是要确保印记准确，提高出库效率。以往使用入库单出库的做法，对于像CRDM管座这样批量很大的锻件来说，效率低，质量信息也不全面。为了实现批量控制，在锻件出库前，将所有CRDM管座锻件的原始信息全部列出，编制成《CRDM管座锻件原始信息表》，便于确认锻件印记，有利于物流系统点件出库。
4CRDM管座分解及配对
CRDM管座原始锻棒是合锻件，每根锻棒可以分解多个产品件，锻棒的分解和配对是在外协厂完成的。对外协厂进行指导，将质量控制方法延伸到供方，可以确保产品回厂后的质量信息能够快速准确传递，是制造过程中的关键环节。以往的做法是原始锻件分解后出具单件证书，再把单件证书传递到外协厂打印记，不仅效率低，而且容易造成印记混乱。为了保证CRDM管座印记不出错，在锻棒分解前，按照原始锻棒的尺寸，结合图纸和分解工艺，编制成《CRDM管座证书分解一览表》（见表2）。在此基础上，将CRDM管座法兰和贯穿件进行配对，编制成《CRDM管座配对表》（见表3）。这两份控制表格既可以指导外协厂进行分解和配对，又可以指导检查员，交检的速度大幅度提高。实践证明，使用控制表格前外协分解及配对需要2个月左右，使用控制表格后仅需要25天。工人和检查员拿着表格可以随时确认印记，再也没有出现配对错误的现象。
5焊接及探伤质量控制
5.1焊接先决条件检查CRDM管座焊接时，除了应符合RCC-MS7000的有关规定外，还应符合焊接技术条件的要求。焊接前要编制焊接工艺规程，作为产品焊接的依据。焊接后要编制焊接数据单，记录焊接过程的工艺和数据。焊接工艺规程要与焊接工艺评定报告一致，特别是参数允许变化的范围。焊接应由接受过培训、技能熟练且有经验的焊工实施，焊工的资格应符合RCC-MS4000或者HAF603的有关规定。无损检验人员的资格应符合RCC-MMC8000或者HAF602的有关规定。
5.2CRDM管座对接焊CRDM管座由CRDM管座贯穿件和CRDM管座法兰组焊而成。对接接头应采用镍基焊丝自动TIG进行焊接，焊接坡口应符合图纸要求并与焊接工艺评定一致。坡口经目视检验（VT）和液体渗透检验（PT）合格，表面清洁，无水、油污和氧化物方可施焊。组装后的坡口错边量应不大于1.5mm。焊接过程中要注意保护熔池，道间温度不大于225℃，每层每道的氧化物必须清理干净。焊后应进行VT和PT检验，但不需要进行消应力热处理。CRDM管座对接焊缝最终机加工后，应对焊缝分别进行超声波检验（UT）、射线检验（RT）、液体渗透检验（PT），并在单管水压试验后，对焊缝分别进行UT和PT检验。
5.3CRDM管座密封焊密封焊包括隔离层和角焊缝。隔离层是在上封头的马蹄窝内采用镍基焊条手工预堆，精加工后的坡口尺寸应符合图纸要求，经目视检验（VT）和液体渗透检验（PT）合格，表面清洁，无水、油污和氧化物方可施焊。预堆隔离层前应对母材进行预热，预热温度≥150℃，道间温度≤225℃。焊后立即进行后热处理，温度范围应控制在250～400℃，最少2h。焊后消应力热处理温度为615℃±15℃，保温时间至少1h。角焊缝采用镍基焊条手工焊接，并采用镍基焊丝手工TIG盖面，可以提高焊缝表面质量。焊接角焊缝道间温度≤225℃，并对焊缝首层和随后的每三层进行PT检验。为了保证焊缝质量，隔离层和角焊缝道间的起弧和收弧点必须错开，且需要逐层打磨，尤其是起弧和收弧点必须清理干净。焊后的外观和尺寸检查应满足RCC-MS7461和产品图纸的要求。焊缝的最终表面在顶盖组件最终机加工后和反应堆压力容器水压试验后，应各自进行一次PT检验。在控制CRDM管座焊接时，编制《焊接过程控制表》，按照表格可以随时核对法兰和贯穿件的印记及组焊后的CRDM管座印记。
6尺寸检查的质量控制
CRDM管座的尺寸检查包括精加工后单件尺寸检查和装焊后尺寸检查。CRDM管座数量多，尺寸检查工作量大。在尺寸检查前，应根据图纸和技术条件编制《尺寸检查规程》，以便对检查员进行详细的指导。CRDM管座各部尺寸精度和表面粗糙度要求高，上部的T型螺纹Tr150×6与外部接口，螺纹中径范围介于Φ146.389mm～Φ146.764mm，螺纹表面镀铬层厚度为0.005mm～0.013mm，表面粗糙度为Ra1.6μm，通止规检查要求严格。每根CRDM管座精加工后检查的数据多，以往手写数据易错、不规范。尺寸检查规程采用了简图和电子表格相结合的形式，规范了检查行为，提高了检查效率。CRDM管座外径与上封头过盈配合，过盈量为0.08～0.10mm。为了保证上封头孔与CRDM管座同步加工，应先把CRDM管座其余部位全部加工完，待上封头孔加工完毕，按照上封头孔的尺寸精磨CRDM管座外径，可以保证图纸中过盈量的要求能够全部得到满足。
7结论
事实证明，经过对小锻件采用事前控制、批量化控制，实施全过程质量控制的方法，保证了产品质量，大幅度提高了质控工作的效率，能够有效地预防NCR的产生。
作者:成功 单位:太原重工股份有限公司
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