核島用無縫不銹鋼管的質量控制

楊 東 旺

(蘇州熱工研究院，江蘇 蘇州 215004)

核島用無縫不銹鋼管的質量控制

楊 東 旺

(蘇州熱工研究院，江蘇 蘇州 215004)

結合無縫不銹鋼管的制造工藝流程以及質量監督經驗，根據鋼管的質保等級、工序的重要程度、供應商的綜合實力設置質量見證點，對核島用無縫不銹鋼管的制造過程、檢驗過程以及最終檢查過程中的質量控制內容進行了總結，為核電設備質量監督提供參考。

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由于無縫不銹鋼管具有良好的耐腐蝕性，通常用于石化、電力、食品等行業。為滿足設計需要和安全要求，核島中存在大量的無縫不銹鋼管，質保等級通常為Q1級或Q2級。核島用無縫不銹鋼管主要用于輸送介質或傳熱，通常與容器、水泵、閥門、法蘭相連接，是核電站的重要安全屏障[1]。

核島用無縫不銹鋼管是圓形的奧氏體不銹鋼[2],鋼管尺寸規格很多，每個鋼管規格的需求長度均不相同，每支鋼管的長度為5 m～10 m，鋼管外徑最大711 mm，壁厚最大32 mm，由于核島用無縫不銹鋼管具有牌號多、規格多、數量多、質保等級高等特點[3]，因此對核島用無縫不銹鋼管的制造質量進行控制分析具有重要意義。

1 核島用無縫不銹鋼管的制造工藝

1.1 工藝流程圖

核島用無縫不銹鋼管通常采用冷拔或冷軋的方式成型，具體制造工藝流程如下：原材料檢驗→電爐+AOD爐→澆鑄→熔煉分析→鍛壓→熱穿孔→荒管酸洗→潤滑→冷軋、冷拔→去油→固溶熱處理→矯直→拋光→酸洗鈍化→定切頭尾→理化試驗→水壓試驗→無損檢驗→尺寸檢查→目視檢查→噴標→最終檢查→包裝入庫→完工報告審查→質量放行→發運。

1.2 質量見證點設置

在制造活動開始前，首先由供應商向業主提交質量計劃，業主委派的質量監督人員根據鋼管的質保等級、工序的重要程度、供應商的綜合實力等因素設置質量見證點，質量見證點一般分為三種：R點(審查記錄和報告點)、W點(現場見證點)、H點(停工待檢點)[4]。核島用無縫不銹鋼管的質量見證點設置見表1。

2 制造過程中的質量控制

表1 核島用無縫不銹鋼管的質量見證點設置表

核島用無縫不銹鋼管制造過程中的重要質量控制工序包括開工檢查、固溶熱處理。

2.1 開工檢查

開工檢查是開始鋼管制造的第一步，主要檢查合同和技術文件、質保大綱、制造方案、作業程序、工廠資質、生產設備、計量器具、特殊工種資格、原材料驗收報告、車間環境條件。

對于核島用無縫不銹鋼管，供應商需要獲得國家核安全局的制造許可，鋼管的尺寸、材質范圍必須在許可范圍內，無損、焊接等特殊工種必須持有國家核安全局頒發的等級證書[5-7]。

2.2 固溶熱處理

核島用無縫不銹鋼管的固溶熱處理爐有連續輥底爐和箱式爐兩種方式，在質量控制時要重點關注保溫溫度、保溫時間、出爐時間、急冷后的水溫。

固溶熱處理的保溫溫度控制在1 050 ℃～1 150 ℃之間[2]，保溫時間根據技術條件和鋼管壁厚確定。

箱式爐鋼管保溫后出爐時間要短，出爐后在水中急冷，急冷后的水溫不能太高，通常采用流動水急冷，以獲得過飽和的奧氏體，提高鋼管的耐腐蝕性、塑性和韌性。

3 檢驗過程中的質量控制

核島用無縫不銹鋼管檢驗過程中的重要質量控制工序包括理化檢驗、水壓試驗、無損檢驗、尺寸檢查[8-10]。

3.1 理化試驗

理化試驗包括拉伸試驗、壓扁試驗、擴口試驗、沖擊試驗、成品化學成分分析、晶粒度檢測、夾雜物檢測、晶間腐蝕試驗。

屈服強度、抗拉強度、延伸率、斷面收縮率是拉伸試驗的主要判斷指標，除此之外還要檢查拉伸試樣的取樣位置、試樣的尺寸及標距、拉伸速率、溫度控制。

壓扁試驗和擴口試驗主要是檢驗無縫不銹鋼管的塑性和韌性，重點檢查試樣的尺寸，擴口試驗角度，試驗后試樣表面是否有開裂、分層現象。

沖擊試驗主要檢查取樣位置、試樣尺寸、試樣數量、沖擊能量以及沖擊后試樣的檢查。

成品化學成分分析通常包括C，S，P，Si，Mn，Cr，Ni，Mo，Cu，N2等元素。對于核島用無縫不銹鋼管，B，Co含量通常有最大限定值。

晶粒度和夾雜物的數值不能超出合同技術條件的范圍。晶間腐蝕試驗的檢查內容包括取樣位置、敏化溫度、沸騰時間以及腐蝕后試樣的檢驗。

3.2 水壓試驗

水壓試驗通常根據力學性能進行計算，試驗壓力與鋼管強度和壁厚成正比，與鋼管外徑成反比。質量控制時重點關注水壓試驗壓力、水質、壓力表量程、保壓時間。

核島用無縫不銹鋼管的水壓試驗用水為C級水，壓力表量程為試驗壓力的1.5倍～3倍，壓力表等級不低于1.0級，保壓階段鋼管不能出現泄漏或永久變形。

3.3 無損檢驗

無損檢驗包括超聲波探傷、滲透探傷、渦流探傷、目視檢查，無損檢驗的等級根據核安全等級確定，核安全等級越高，無損檢驗的等級越高。

所有鋼管都需要做超聲波探傷，超聲波探傷時主要檢查樣管、檢驗人員、檢驗設備、缺陷判斷、缺陷記錄、缺陷處理。在打磨區域或有疑問的區域做滲透探傷，小口徑鋼管需要做渦流探傷，滲透探傷和渦流探傷的質量控制要點與超聲波探傷相似。

所有鋼管在目視檢查合格后方可包裝。目視檢查時，鋼管外壁用肉眼或放大鏡檢查，鋼管內壁用內窺鏡檢查。

無損檢驗人員必須具備相應等級的核級資質證書。

3.4 尺寸檢查

尺寸檢查的內容包括外徑、壁厚、橢圓度、彎曲度。外徑用千分尺或卡尺進行檢查，兩端壁厚用千分尺檢查，中間壁厚用超聲波測厚儀檢查，要合理控制中間壁厚檢查的間距，防止出現壁厚不均勻現象。橢圓度通過測量垂直方向的兩個外徑值進行計算，彎曲度用水平尺檢查。外徑、壁厚、橢圓度和彎曲度的測量數值不能超出合同技術條件的范圍。

4 最終檢查的質量控制

核島用無縫不銹鋼管最終檢查的質量控制工序包括外觀檢查、包裝裝箱檢查、完工報告審查。檢查沒有發現違反合同內容后，開出工廠質量放行單。

4.1 外觀檢查

最終檢查是在鋼管包裝前最后的質量控制工序，主要檢查鋼管標識、銘牌、內外表面，標識和銘牌中的編碼、等級、材質、爐批號、管號等信息是否正確，鋼管內外表面是否有異常情況。

4.2 包裝裝箱檢查

如果包裝和裝箱不合理，鋼管在運輸和儲存過程中可能會損壞或者受到污染。

核島用無縫不銹鋼管通常采用雙層包裝，內層塑料薄膜的作用是隔離、防潮、防污染，外層包裝袋的作用是防塵、防撞和擠壓。所有包裝材料的鹵族元素含量不能高于標準規定的數值。

運輸鋼管的箱體要安全牢靠，鋼管應在箱體內固定，以防止運輸過程中竄動。

4.3 完工報告審查

完工報告應按照鋼管的爐批號區分，每一爐批號制作一份完工報告。完工報告的內容要完整正確，每一頁都要有執行人員簽字和供應商的質保印章。通常一份完整的完工報告包括封面、目錄、工程質量放行單、產品符合性聲明、質量證明書、熱處理報告和曲線、理化試驗報告和相關圖片、水壓試驗報告和水質報告、無損檢驗報告、目視檢驗報告、尺寸檢驗報告、清潔度報告、質量計劃。

4.4 工廠質量放行

在鋼管試驗檢查和完工報告審查都沒有發現違反合同內容后，質量監督人員開出工廠質量放行單并在上面簽字。工廠質量放行單是供應商開始鋼管發運的前提，也是現場人員接貨的重要文件。但是工廠質量放行單不能認作是驗收報告，并且不減輕供應商所應承擔的合同責任。

5 結語

核島用無縫不銹鋼管的質量控制過程是核電設備質量控制的一個縮影，與其他核電設備一樣，核島用無縫不銹鋼管是構成核電站安全的紐帶。核電設備的監督人員要具有豐富的設備制造經驗和較高的專業技術水平，同時熟悉相關的檢驗方法和標準規范。在監督過程中，監督人員要以合同為依據，認真負責，嚴格進行質量控制，為核電站的安全可靠運行做出貢獻。

[1] 開方明.壓水堆核電站常規島管道材料制造質量的控制[J].質量控制，2011，40(1)：45-49．

[2] RCC-M (2000+2002)，Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Power Plants[S]．

[3] 趙彥芬，遆文新，汪小龍，等．核電站用鋼管材料及其國產化[J]．鋼管，2007，36(4)：11-14．

[4] 郝 光.核電設備質量見證點跟蹤管理方法[J]．中國核電，2012，5(1)：50-57．

[5] 民用核承壓設備安全監督管理規定(HAF601)[Z].1992-03-04.

[6] 民用核承壓設備無損檢測人員培訓、考核和取證管理方法(HAF602)[Z].1995-06-06.

[7] 李干杰,李天舒,嚴天文.中國核承壓設備活動的安全監督管理[J]．核動力工程，2005，26(6)：622-626．

[8] EN10216-5,Seamless steel tubes for pressure purposes Technical delivery conditions Part 5:Stainless steel tubes[S].

[9] ASME B3619-2004，Stainless steel pipe[S].

[10] GB 24512.1-2009，核電站用無縫鋼管(第1部分)：碳素鋼無縫鋼管[S].

Quality control of seamless stainless pipes in nuclear island

YANG Dong-wang

(SuzhouNuclearPowerResearchInstitute,Suzhou215004,China)

Combining with production flow process with quality supervision experience of seamless stainless pipes in nuclear island, the quality witness points are set based on quality assurance class, importance of working procedure and comprehensive strength of suppliers. Quality control content is also summarized in production process, check out process and final acceptance of seamless stainless pipes in nuclear island. This will provide the reference for equipment quality supervise of nuclear power.

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1009-6825(2014)07-0220-03

2013-12-23

楊東旺(1979- )，男，碩士，工程師

TU712.3

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