運用5M1E質量分析法對核電產品焊接質量控制

王　捷,李宗鵬（中國第一重型機械集團有限公司核電石化事業部,遼寧大連116000）

運用5M1E質量分析法對核電產品焊接質量控制

王捷,李宗鵬
（中國第一重型機械集團有限公司核電石化事業部,遼寧大連116000）

在核電產品制造過程中運用5M1E質量分析方法，以如何提高核電產品焊接質量為目的，通過對影響核電產品焊接質量的因素進行分析，采取相應的控制措施，實現對施工全過程的質量控制。

5M1E核電產品；焊接；質量控制

1　概述

核資源作為清潔能源，越來越受到國家的重視，同時，核安全也越來越受到人們的關注，為了降低核安全和輻射安全存在的隱患，核電產品的制造質量尤其重要。因此，在核電產品的制造過程中，對產品質量問題的分析和解決成為產品質量的重要保障。在這種情況下，5M1E質量分析方法應運而生。

5M1E分析法是指造成產品質量波動原因的6個因素[1]，即人（Man）、機器（Machine）、材料（Material）、方法（Method）、測量（Measurement）、環境（Environment），簡稱5M1E。

本文以某核電產品焊接為例，通過運用5M1E分析法，對制造過程影響焊接質量的因素進行分析，并采取相應的控制措施，實現核電產品制造質量的全面控制。

2　影響核電產品焊接質量的因素分析

從人、機、料、法、環、測6個方面，找出影響核電產品焊接質量的因素。

人：焊工、無損檢測人員、熱處理作業人員。這些人員不按照設定的工藝進行、工作紀律差、責任心差以及疲勞操作等。

機器：焊接設備、無損檢測設備、熱處理設備、保護氣體氣流表等。焊接設備出現故障、焊接設備性能不滿足要求、設備參數不穩定、氣流表未按期檢定、焊接設備養護不當等。

材料：焊材、母材。母材材質不符、焊材使用錯誤、焊材牌號不匹配、焊材不合格及未按要求烘干等。

方法：焊接工藝、無損檢測工藝、熱處理工藝（預熱、后熱、熱處理）等。焊接工藝不正確、無損檢測工藝不正確、未進行焊前預熱和焊后熱處理等。

環境：作業環境、施工現場環境等。

測量：對焊接質量的檢查、對結果數據的檢測等。

3　采取的質量控制措施

3.1制定合理的工藝

（1）焊接工藝：1）焊接方法。焊接方法是直接影響焊接效率、焊接質量的主要因素。應根據焊接材料、焊接結構、性能要求等的不同采用不同的焊接方法。焊接大型工件的直縫和環縫時，宜選用埋弧焊，其焊接速度高、焊縫質量好；連接薄板金屬和打底焊時宜選用鎢極氣體保護焊；對一定厚度內的金屬不開坡口對接焊宜選用不熔化極電弧焊；2）焊接材料的選用。常用的焊接材料有焊條和焊絲。焊條的選用應考慮焊縫金屬的力學性能和化學成分、考慮焊接結構的特點及受力條件、考慮焊接構件的使用性能和工作條件等方面，選擇滿足要求的焊條。焊絲主要有藥芯焊絲和實心焊絲。藥芯焊絲對各種鋼材的焊接適應性強，通過調整焊劑的成分和比例，可方便地提供所要求的焊縫化學成分，并可用較大電流進行全位置焊接；實心焊絲成分的選擇應能保證焊縫金屬與母材力學性能或物理性能的良好匹配；3）保護氣體的選用。保護氣體的主要作用是隔離空氣中對焊接熔池產生影響的有害組分，實現對焊縫和近縫區的保護。保護氣體有主要有惰性氣體、惰性氣體與氧化性氣體的混合氣體、CO2氣體，焊接中應根據不同的保護要求選擇相適應的保護氣體；4）焊接設備的選用。焊接中應根據實際焊接的需要選擇合適的焊接設備。埋弧焊機適用于長縫的焊接；鎢極氬弧焊機適用于有清潔要求的焊件，其穿透性好，無飛濺，成形美觀；熔化極氬弧焊機適用于鋁、鎂、銅及其合金、不銹鋼和稀有金屬中厚板的焊接。

（2）熱處理工藝。合理的熱處理工藝能夠將焊接過程中產生的焊接應力進行釋放，是保證核電產品質量的關鍵。

核電產品在焊接過程中需進行焊前預熱、焊后后熱及最終熱處理。應按照相關技術條件要求制定合理的熱處理工藝。比如：低合金焊接的預熱溫度為150℃（冷堆）/175℃（熱堆），低合金鋼焊縫的后熱溫度為250～400℃，部分焊縫焊接后需進行最終消除應力熱處理，其規范為615±15℃（冷堆）/595～620℃（熱堆）。

（3）無損檢測工藝[2]。根據相關標準及技術條件的要求，編制磁粉檢測（MT）、液體滲透檢測（PT）、目視檢查（VT）、超聲波檢測（UT）及射線檢測（RT）規程，并嚴格按照規程執行。

3.2人員管理

（1）焊工管理。從事焊接作業人員必須按《特種設備焊接操作人員考核細則》要求進行焊接理論知識和實際操作技能培訓并考試，取得相應資格和焊接合格證。焊工必須按照考取的焊接合格證的焊接方法從事焊接作業。

（2）無損檢測人員管理。從事無損檢驗的人員必須按照規定參加培訓和考核，取得相應的資格證書。同時對每一個從事無損檢測的人員建立個人技術檔案，內容至少應包括：個人簡歷、檢測質量方面的獎懲情況、檢測人員的工作記錄、接受技術培訓情況等。

3.3焊接作業環境管理

焊接現場環境直接影響焊接質量。當氬弧焊時風速大于2m/s、焊條電弧焊時風速大于8m/s時，要做好防風保護，采用有效遮擋；當遭遇下雨，下雪，大霧或空氣相對濕度大于90%時應停止焊接作業。

3.4焊接質量檢查管理

焊接檢查應從焊前檢查、焊接中檢驗和焊后檢驗三方面進行[3]。（1）焊前檢查：焊前檢查從人、機、料、法、環、檢6個方面進行檢查即焊工資格、焊接設備、原材料、技術文件、焊接環境等方面進行檢查，保證各方面滿足焊接條件。

（2）焊接中檢驗：焊接中從焊接工藝、焊接缺陷、焊接設備等各方面進行檢驗，以保證焊接過程質量受到控制。

（3）焊后檢驗：焊后檢驗應從外觀檢驗、無損檢測、強度試驗等方面進行檢驗，以保證焊接后的質量。

4　結語

運用5M1E質量分析法，能夠準確確認核電產品焊接過程中質量缺陷產生的主要原因。通過對產生的原因進行分析以及采取相應的控制措施，能夠針對性地減小產生缺陷的幾率，提高核電產品的焊接質量。

[1]李棟，蔡昱.運用5M1E分析法實現超高鋼骨制柱質量達優[J].莆田學院學報,2013.

[2]湯順意.1000MW核反應堆主回路管道焊接質量控制[J].焊接質量控制與理,2009.

[3]李峰，李進.核島小容器制造焊接工藝評定及焊接質量控制研究[J].技術應用,2013.

王捷（1987—），女，碩士研究生，助理工程師，研究方向：核電產品制造過程中的質量管理。