核电厂BOSS焊缝缺陷修复管理探讨

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赵永明 方 江 张 维 李世伟 刘洪群

(1.中核核电运行管理有限公司,浙江 海盐 314300;
2.苏州热工研究院有限公司,江苏 苏州 215004)

核电厂主回路系统和二三级部件中使用了大量的安放式BOSS头焊缝,该类焊缝承受着和主管相同的温度和压力,特别是主回路系统中还包含着放射性介质。BOSS头焊缝的失效泄漏,将会影响机组运行和安全,并且放射性介质泄漏后的维修难度大,辐射沾污风险高,严重影响机组大修整体工期[1]。

BOSS头焊缝发生失效的原因包括设计、制造、服役工况等诸多因素[2],核电厂BOSS头焊缝中的缺陷主要来自于制造阶段。为保障机组的安全稳定运行,需要对电厂在役机组无损检测发现的BOSS缺陷进行返修,如何对BOSS焊缝的返修进行有效管控,提高返修一次合格率,将直接影响电厂的关键路径长短,进而影响电厂的效益,本文将从如下几个方面进行探讨。

针对焊接返修,电厂需要建立完善的返修组织,组织机构的完整运作,可有效提高返修的质量和进度要求,其一般分为三级管理,如图1所示。

图1 电厂返修三级管理组织机构

指挥层:整个BOSS焊缝检查和返修的大脑,一般BOSS焊缝的检查由专业组编制检查计划,报送指挥层进行批准,生效报告需报送国家核核安全局并获得许可。其检查返修需根据电厂自身的大修周期而定,但不可超过国家核安全局要求的时间窗口。

协调组:因BOSS焊缝返修涉及的专业工种较多,各专业会出现交叉作业的情况,如何最优化的管控施工窗口,需要协调组进行沟通。同时,对于现场不决事项,由协调组汇报指挥层进行决策处理。

无损检测组:持有核级检测资质的无损检测人员,按照检查计划对BOSS焊缝进行检查,对发现的缺陷应按照法规或者程序的要求进行记录,对存在超标缺陷的BOSS焊缝,及时填写QDR(质量缺陷报告),以便于后续的维修工作开展。同时对修后的BOSS焊缝进行检测;

辐射防腐:BOSS焊缝一般均处于高剂量区域,辐射防护组需要对现场的辐射剂量水平进行评估和测量,并按照ALLAR(辐射防护最优化)原则,建立辐射控制区。并采取搭设负压棚后者铅屏蔽等方式,降低环境剂量;

维修组:维修组按照生效的方案要求,对存在缺陷的BOSS焊缝进行返修;

现场QC:对维修文件进行选点,同时进行现场见证。根据现场环境的返修难度,可对关键工序(如组对、打底焊接、层间清理)全程旁站监督。

核电厂BOSS焊缝,母管及棒料材质一般为Z2CN1810及A42AP两种材质,原建安期间为先将棒料开坡口焊接至母管上,后钻孔形式。其所选采用电弧焊的工艺。这种焊接方法若层间清理不到位,或者中间过程检查不到位,容易造成夹渣、未熔合、气孔等超标缺陷[3]。因此,在返修的过程中,需要对原有的焊接工艺进行优化,尽可能避免未熔合、夹渣、气孔的超标缺陷。国内某电厂通过大量的试验研究,制定了氩弧焊的工艺进行焊接策略,两种材质的焊接工艺参数分别如表1和表2所示。

表1 A42AP等同类型碳钢焊接工艺参数

表2 Z2CN1810等同类型不锈钢焊接工艺参数

3.1 备品备件管理

现场BOSS焊缝的返修,一般采用对原BOSS头进行切割,更换新的BOSS头。而新BOSS头采用棒料加工的方式。采购BOSS焊缝棒料,需按照法规要求,选择具备核级棒料锻造资质的公司进行生产。由采购方按照采购技术规格书对棒料进行验收。

3.2 设备工器具管理

现场维修所使用的磨光机、切割机、游标卡尺、焊机等均需要进行标定,出具标定合格证书。且张贴合格标签,监督人员应在现场进行再次确认。

3.3 焊材管理

现场所使用的核级焊材,需经过复验,复验合格后方可使用在现场。同时,需要做好焊材的出入库的记录,以便于材料的可追溯性。

现场维修人员,主要涉及无损检测人员、焊接人员、QC人员,均应按照法规或者公司的要求,取得相应的授权,授权合格后方可从事相应的工作。

返修工作完成后,需对返修文件进行梳理,确保工作包内容完整有效,并提交文档归档。

电厂根据以上的环节进行的BOSS焊缝检查和返修的管控,有效降低了人员集体剂量,提高了焊缝一次合格率,对核电厂低低水位的提前奠定了基础,同时,此类管理经验可有效指导其他电厂的BOSS焊缝返修。

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