法律法規在核級閥門設計制造中的指導和運用

潘紅洋，沈力強，張少君

（1. 中核蘇閥科技實業股份有限公司，蘇州 215000；2. 環境保護部華北核與輻射安全監督站，北京 100082；3. 環境保護部核與輻射安全中心，北京 100082）

我國核電行業在近10 年得到了長足的發展，先后有紅沿河、寧德、陽江、福清、昌江、田灣、方家山、三門及海陽等核電站開工建設、并網發電。根據北極星電力網統計，目前在建的核電廠功率達21010 MW，如表1 所示。但是隨著我國核電站數量的增加，核電安全性也越來越被國家、政府以及普通老百姓重視。保證核電站的安全可控，首先要確保核電站內的各個核安全設備質量安全可靠，而核級閥門作為核電站數量最多、用途最廣的設備之一，其質量一直被高度重視。

表1 我國大陸在建核電站Table 1 The nuclear power plants under construction in mainland China

表1 （續）

核級閥門的設計制造活動必須在相關法律法規允許的范圍內進行，同時，我國的相關法律法規也在一定程度上指導著核電閥門的設計制造活動，可以說，法規不僅僅是約束，更是指導我國核級閥門的設計制造活動更加安全、可靠的一種保障。

我國現行有效的涉及核安全設備的法律法規有《中華人民共和國核安全法》［1］（以下簡稱《核安全法》）、《民用核安全設備監督管理條例》［2］（以下簡稱《條例》）、HAF600 系列法規［4-6］、《HAF003 核電廠質量保證安全規定》（以下簡稱HAF003）、HAD003系列導則［7-16］以及核安全監管部門的各項通知要求。目前，我國核電設備法規標準可以分為4個層次，如圖1所示。

圖1 核安全設備法規標準層級Fig.1 Nuclear safety equipment regulatory system

核級閥門的設計制造流程基本上包含了合同簽訂、編制質保大綱、制定質量計劃、產品設計、原材料采購、產品制造、無損檢驗、出廠試驗以及處理不符合項等環節。閥門種類不同，各環節涉及的內容也不盡相同［3］。

1 行政許可

國家對欲從事核級閥門的設計和制造工作的單位設置了入行門檻，單位需要向國家核安全監管部門申請取得相應的設計及制造許可證，《核安全法》第三十六條，《條例》第十二條，HAF601［4］第七條均要求申領民用核安全設備設計、制造或者安裝許可證的單位，須向國務院核安全監管部門提出申請。

另外，我國法律法規對各申請單位也提出了資格要求，《條例》第十三條及HAF601 第八條對申請單位提出資格要求。

首先，要具有法人資格，有相近的業績，且須滿5 年以上。其次，必須有相應的專業技術人員，其中，焊接和無損探傷檢驗人員須有相應資質，對場地和設備也有相應要求。再次，申請單位還必須有完善的符合法規要求的質保體系，監管單位受理后，申請單位必須按照要求制作相應的模擬樣機。有了這些門檻，可以將一些不符合要求，或者能力不足的企業拒之門外，從行政許可層面確保了核電的安全可靠。

2 核電項目質保大綱、質量計劃編制及備案

通常核級閥門設計和制造單位應編制一份通用核質保大綱，這也是法規所要求的，《條例》第十三條及HAF601第八條中明確要求持證單位須有健全完善的符合核安全監督管理規定的管理制度、質保體系。核質保大綱應符合HAF003、HAD003/01 及相關導則的要求。質量保證大綱是為保證質量而規定的，也是要完成的全部工作總和，包括管理性和技術性的工作。質量保證大綱必須包含對所有影響質量的相關活動所提出的要求，包括記錄文件和驗證活動。另外，應充分理解質量、質量保證和質量保證大綱的含義，HAD003/01中有明確的定義。

目前，質量計劃已經成為保證核級物項達到預期質量要求的一種重要措施載體，如表2所示，被各持證廠家廣泛采用。同時，HAD003/08中對質量計劃也提出了明確的要求，包括質量計劃的形式、要求及所包含的內容。質量計劃必須注明制造廠、采購單位的停工待檢點，且不得越點操作。

表2 典型質量計劃表Table 2 The typical quality control plan

《條例》 第二十二條、第二十三條及HAF601第二十八條、第二十九條規定：持證單位在開始設計工作前30 天，須將項目質保大綱及程序清單、質量計劃、分包項目清單、技術規格書等文件提交國務院核安全監管部門備案。需要特別指出的是，上述提交核安全監管部門備案的質量保證大綱及質量計劃等文件應是經過采購方批準的文件。

雖然相關法律法規要求很全面，但還是存在一些單位對部分條款的理解不夠深刻。比如，一些持證單位對核級活動報備、季報年報備案的要求不夠清晰，存在漏報、遲報的現象，從而受到了國家核安全局的處罰。根據核安全監管部門的數據顯示，近年來，出現了部分持證單位設計及制造活動漏報或事后報的情況，主要涉及一些備件訂單，持證單位誤以為備件訂單無需報備，另外，還出現了一些設計活動在活動開展后才上報，不滿足提前30 天的要求。

由于《條例》、HAF601 等法規僅要求按照項目報備質量計劃，但是對于質量計劃升版后的新版本是否還需要上報并未提及，根據核安全監管部門的監管慣例，筆者認為對于一些核安全監管單位選取了監管要求的質量計劃，特別是升版后的質量計劃對核安全監管部門的監管有所影響的，新版質量計劃必須上報，其他類型建議與監管部門聯系溝通后再做決定。

核安全監管部門有權對質量計劃中的每一道工序提出監管要求，因此，上報核安全監管部門備案的訂單，必須得到監管部門書面監管通知后才可進行下一步工作，以避免核級活動不受監管的情況出現。

3 閥門設計控制

核電閥門設計工作是產品生產的基礎，因此，閥門設計控制尤為重要，HAF601要求持證單位在設計工作開始前，必須組織相關人員對設計要求進行消化、分析。另外，持證單位應對接口、驗證方式以及設計變更等方面編制相應的控制程序。閥門持證單位應從設計策劃、輸入、過程、輸出、驗證、接口及變更7個方面進行控制。

設計策劃是設計控制的骨架，HAF003 明確規定設計單位必須制定控制措施，確保規定的設計要求都準確地體現在圖紙、程序或細則等文件中。因此，必須詳細地編制設計策劃，包括重要設備設計人員組成、工作計劃、設計輸入輸出及驗證方式等要素。

設計輸入是設計控制的基礎，HAD003/06中要求設計單位必須制定程序，確保所有設計輸入及變更文件是經過批準和受控的。為確保設計活動能正確進行，必須及時提出正確、詳細的設計輸入。在實際工作中，有很多單位沒有把采購方的設計變更作為設計輸入的一部分，導致設計結果出現偏差，不符合標準規范或者規格書的要求。設計過程和設計輸出是設計控制的核心，必須按規定的程序進行設計活動，HAD003/06 中要求設計單位必須制定管理措施并形成文件，確保相關設計輸入都得以落實，同時，這些措施必須包含質保要求。

此外，導則對設計過程使用的計算機程序也提出了相關要求，如設計單位必須編制程序對所使用的計算機程序進行驗證。但在工程實踐中很多制造類的持證廠家疏忽了此要求，未編制計算機驗證程序，也未進行相關驗證活動，不符合導則要求，同時，也無法保證計算機輸出結果的合規性。

另外，有部分單位的設計輸出與設計輸入不一致，計算分析報告中的載荷和工況要求不完整，如安全閥的排放反作用力、截斷閥的瞬態載荷和試驗工況等。

設計驗證是設計控制的關鍵，必須進行相應的設計驗證，以確保設計滿足所有要求。法規、導則均對設計驗證的人員和方法作出了詳細的要求。

《條例》和HAF003 均要求持證單位對其設計進行驗證，且驗證必須由未參與原設計的專業人員進行。同時，HAF601要求持證單位在設計的各個階段，應要求具有一定設計經驗、校核能力且相對獨立的驗證人員按照經過批準和受控的設計驗證方案對設計進行驗證。

《條例》中明確了設計驗證可以采用設計評審、鑒定試驗或者不同于設計中使用的計算方法，同時，HAD003/06 設計驗證章節對此作出了詳細的解釋。

在工程實踐中，很多持證單位由于設計人員配置缺失，存在部分設計驗證工作由原設計人員完成的情況，從而違反了《條例》 及HAF003的規定。另外，還有一些持證單位的設計驗證工作由無相關設計經驗和校核能力的人員完成，這樣不僅無法保證驗證的正確性，而且也違反了HAF601的規定。

設計接口是設計控制的重要組成部分，包括外部和內部接口。對于閥門持證單位，外部接口通常指的是閥門單位與采購方、設計院等單位的接口。內部接口通常指的是閥門單位內部部門之間的接口。

HAF003 和HAD003/06均要求持證單位必須建立內、外部接口，明確各方責任，包括接口文件的編制、審核和批準。

設計變更作為設計控制不可缺少的一個環節，其重要性不言而喻，HAF601 和HAF003 要求持證單位在設計活動中，對設計變更采取的控制措施應與原設計相同，設計變更文件的編審批工作必須由原設計同一小組或單位進行。

目前，核級閥門持證單位涉及設計變更塊面的問題主要集中在對設計變更應當采取與原設計相同的控制措施，如原設計采用編制、校核、審核及批準4級審核，但是在相應的設計變更時往往只有編制、審核及批準3 級審核，因此，持證單位應完善相關設計變更管理程序，并嚴格執行。

4 材料采購及驗收

核級閥門持證廠家的采購工作非常煩瑣，采購量非常大，采購種類也比較多，包括鑄件、鍛件、棒材、驅動裝置、緊固件、密封件、各類標準件以及服務等。因此，采購工作能否做好，對核級閥門的質量起著至關重要的作用，如表3 所示。HAF003 對采購工作包括采購文件、供方評價以及采購物項和服務的控制提出了比較高的要求，為保證在采購物項和服務的文件中包括了法規、標準及相應的采購要求，核級閥門持證單位必須制定措施并形成文件。

表3 核級閥門主要采購件Table 3 The main purchase parts of nuclear valve

導則HAD003/03 從HAF003 的總體要求著手，對核電廠安全重要物項和服務采購的全流程進行了詳細的描述和規定。明確了買方和供方的責任，要求買方須將相關質保要求編入采購文件，并傳遞至下一供方。在開始采購活動前，必須制定采購計劃，確定采購方法、時間結點以及各項活動的完成時間。采購方須對供應商進行供方評價，監督和評價供應商對采購要求的履行情況。另外，采購方須驗收程序，按照程序要求對供應商進行產品驗收。

目前，核級閥門持證廠家在采購塊面存在的問題主要集中在供方評價不滿足大綱要求，包括評價時間超期、評價內容缺項及評價結果存在誤差等情況。另外，持證單位對于物項驗收方式不能滿足自身的程序要求，比如，程序要求采用源地驗收方式，但是往往最終變成了收貨檢查，所以這也要求持證單位應充分考慮單位、供方及采購物項的實際情況，及時修訂或升級采購程序及大綱要求。

5 物項管理

物項管理貫穿于整個核級閥門的生產過程中，是非常重要的一個環節，HAF003對物項的標識、裝卸、貯存和運輸均做出了相應的要求。持證單位必須制定標識和物項控制的措施，且必須最大可能地使用實體標識，必須制定措施并形成文件，以控制閥門或閥門零部件的裝卸、貯存和運輸。

目前，核級閥門持證廠家在物項控制方面的要求和規范比較完善，但是執行層面還有待進一步提升，如部分持證單位在產品生產過程中不及時調整零部件批號，倉庫中的物項卡片信息與實物不一致等，因此，持證單位應嚴格按照法律法規以及自身編制的相關程序文件進行操作，同時，應加強日常的檢查管理工作。

6 核級閥門制造工藝過程

工藝過程控制是核級閥門生產制造的關鍵，同時，涵蓋的范圍也比較廣，包括焊接、熱處理、無損檢驗、加工及試驗等，特別是一些特殊工藝過程控制，更是保證閥門質量的關鍵，必須制定相應的操作管理規程指導實際操作。HAF003要求當質量無法通過對成品的檢驗來驗證，且僅取決于其所使用的工藝時，為確保這些工藝由合格的人員、正確的程序和合格的設備來完成，持證單位必須制定相應的措施，也就是目前各持證單位在承接核級訂單后，根據采購單位IED（索引文件）清單編制并提交審批的各類工藝規程文件，包括焊接工藝規程、無損檢驗規程、熱處理工藝規程、出廠試驗大綱、包裝貯存運輸規程及油漆工藝規程等。持證單位在編制這些程序前應充分理解采購技術規格書、各類技術標準以及相關的質保要求，避免出現技術要求缺項、漏項、錯項的問題。

無損檢驗是檢查材料、焊縫和加工零部件表面和內部缺陷的主要方法，包括射線檢驗、液體滲透檢驗、超聲波檢驗、目視檢驗、渦流檢驗及磁粉檢驗等，對人員、設備和方法都有明確的要求，《條例》要求無損檢驗人員須取得相應的資格證書，同時，HAF602對無損檢驗人員的證書、考核、法律及監督責任等方面作出了詳細的規定，如表4所示。在人員資格方面常出現的問題主要是持證人員所從事的范圍與其證書授權不符，比如，HAF602要求Ⅰ級無損檢驗人員不能獨立進行無損檢驗活動，只能在Ⅱ級或者Ⅲ級人員監督指導下進行，可以對檢驗結果進行初步評判，但不得出具無損檢驗報告，但是在實踐過程中，部分持證單位的Ⅰ級無損檢驗人員卻進行無損檢驗規程的編制工作，獨立進行無損檢驗操作，并出具無損檢驗報告，根據HAF602要求，只有Ⅱ級或者Ⅲ級人員才能進行無損檢驗規程編制，獨立進行無損檢驗操作，出具無損檢驗報告。另外，在編制無損檢驗規程前，應充分消化規格書和標準要求，避免出現錯誤，如部分持證單位在編制液體滲透檢驗規程時，規定的最小顯像時間小于標準要求、最小光照度小于標準要求及材料厚度要求缺失等問題。

表4 無損檢驗人員報考資格表Table 4 Qualification requirements for NDT personnel

焊接工藝程序，包括焊接工藝評定，應符合法規和標準要求，《條例》要求焊接操作人員須取得相應的資格證書，HAF603對焊接人員的證書、考核、法律責任及監督等方面作出了詳細的規定，持證單位在焊接方面的問題主要集中在焊接人員從事的焊接工作超出了自身證書授權的范圍，比如，部分持證單位焊接人員在堆焊截止閥閥瓣硬質合金材料時，硬質合金堆焊并不在其證書授權范圍內，直接違反了《條例》和HAF603的要求。

焊接工藝評定應嚴格按照法規和標準執行，HAF601第二十三條要求制造單位必須按照經過批準和受控的工藝完成必要的工藝評定和工藝試驗。在進行焊接工藝評定時應充分考慮產品材料、結構和使用場所等因素，按照標準做好相關的評定試驗，避免試驗漏項。在實際工作過程中也遇到過此類問題，如某單位產品的焊縫類型均為角焊縫，但其工藝評定的焊縫類型卻是對接焊縫，不滿足《焊接工藝評定》（NB/T 20002.3—2013）對接焊縫適用于全焊透及部分焊透的要求。角焊縫在產品焊接中為主要形式時，應滿足角焊縫試驗的要求［22］。

質量計劃是工藝過程控制的重要手段，持證單位應編制相應質量計劃報采購單位批準，并上報國家核安全監管部門備案。在實際生產制造過程中，質量計劃的工序設置往往是出現問題較多且造成的質量后果較嚴重的環節，存在質量計劃要求錯誤或者遺漏的情況，比如，閥座的質量計劃要求閥座液體滲透的范圍是密封面及堆焊結合處，如圖2所示，但是技術規格要求金屬表面應進行液體滲透檢驗。鍛件閥桿的質量計劃要求液體滲透范圍為球頭表面，如圖3所示，但是ASME NB-2541要求鍛件全部外表面和可達到的內表面都應按NB-2545 磁粉法或NB-2546 液體滲透法進行檢測。上述這些問題，正是由于質量計劃的錯誤而導致了實物無損檢驗存在缺漏，給核級產品埋下了巨大的質量隱患［20，21］。

圖2 閥座密封面滲透圖Fig.2 Seat seal PT testing

圖3 閥桿頭部滲透圖Fig.3 The head of stem PT testing

另外，為保證核電廠安全重要物項的質量，國家核安全監管部門制定了各設備類別的關鍵工藝，于2015年12月10日發布了《機械設備設計和制造不能分包的關鍵工藝和技術（征求意見稿）》［18］（環核設函〔2015〕60 號），并于2016年9月2日正式發布了《民用核安全機械設備設計和制造活動不能分包的關鍵工藝和技術（2016 年修訂）》［17］（國核安發〔2016〕211號），通知規定了閥門的關鍵工藝為“最終機加工”“裝配”“焊接”“功能性試驗”，所以上述4類工藝工序，持證單位不能作為分包項，必須由本單位完成。

7 檢驗、試驗

檢驗、試驗都是保障閥門質量的重要手段，包括材料理化性能檢驗，閥門的出廠性能試驗。

檢查的目的是為了確保持證單位的相關活動符合法規、標準、規格書的要求，HAF003要求必須編制檢查大綱，同時，要求對安全的檢查必須由沒有參加被檢查活動的人員進行。導則HAD003/08 要求在整個制造周期中，必須按照經過批準和受控的書面程序及細則循序地進行檢查和試驗。

這方面常見的問題是出廠試驗順序，部分單位操作人員為了方便操作，不遵守試驗大綱要求，擅自調整試驗順序，導致不符合法規和標準要求，如閥門出廠試驗大綱要求先做殼體強度試驗，再做密封試驗，但是在實際操作時，卻先進行密封試驗。因此，需要持證單位加強日常的檢查工作，必須遵守法律法規。

8 不符合項處理

任何核級閥門持證單位在實際的生產制造過程中難免會出現不符合項，不符合項本身并不可怕，可怕的是對于不符合項的處理和上報不符合法規標準的要求，《條例》和HAF601 均要求持證單位在其相關涉核活動中出現的重大質量問題，須在規定時間內向國家監管部門報告。另外，持證單位須在季報中明確本單位上一季度的不符合項處理清單，在年報中明確上一年度的重大質量問題處理情況。

為進一步明確和規范持證單位的不符合項處理活動，國家核安全局于2016 年4 月27 日發布了《民用核安全設備制造階段不符合項監督管理要求(試行)》［19］（國核安發〔2016〕 84號），明確了不符合項的分類：一般、較大、重大。其中，較大不符合項必須于發現問題后的10 個工作日內上報華北站，重大不符合項必須于發現問題后的5 個工作日內上報國家核安全局和華北站。

《民用核安全設備制造階段不符合項監督管理要求(試行)》（國核安發〔2016〕84 號）要求各持證單位應按照本管理要求制定不符合項管理制度，但是部分單位未能執行此要求，沒有對其單位已有的不符合項管理程序進行升版修訂，增加相應的要求。

9 核安全文化

近年來，國內民眾對核安全的呼聲越來越高，特別是受到日本福島核事故的影響，我國政府隨即加強了對國內核安全監管的力度，并著力推進國內涉核企業的核安全文化建設，制定了一系列核安全文化建設方案。國家核安全局在《核安全文化政策聲明》（國核安發〔2014〕286 號）中明確了核安全文化的定義，但筆者認為核安全文化不應局限于此定義上，核安全文化需要內化于心，外化于形，讓安全高于一切的核安全理念成為全社會的自覺行動。

核電安全不僅需要法規的約束，更需要將核安全的理念根植于每一個從事核工業事業人員的內心，讓每一個人都能正確認識核安全，讓核安全法律法規和核安全文化理念沁入人心［23，24］。

10 結語

《核安全法》、《條例》和HAF601 均對持證單位的法律責任作出了明確和詳細的規定。近年來，隨著國家對核安全的要求越來越高，對各核級閥門持證單位遵法守法的要求也越來越高。因此，每一個核級閥門持證單位必須遵守法規、運用法規，設計制造出更加安全、可靠的核級閥門［25，26］。