李 靖，王 東，章 科

（中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518000）

主管道的焊接質(zhì)量直接影響核電站的安全運(yùn)行，采用傳統(tǒng)手工電弧焊進(jìn)行主管道焊接時(shí)，每個(gè)焊縫需要兩名優(yōu)秀焊工同時(shí)焊接35 d才能完成，工作量巨大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、施工環(huán)境惡劣，隨著核電建設(shè)的發(fā)展，手工電弧焊工藝已不能滿足核電批量化建設(shè)需求，采用高效穩(wěn)定的自動(dòng)焊技術(shù)是必然趨勢(shì)。

為掌握主管道自動(dòng)焊關(guān)鍵技術(shù)，滿足我國(guó)核電國(guó)產(chǎn)化、批量化建設(shè)需求，2008年中廣核工程有限公司聯(lián)合國(guó)內(nèi)核電設(shè)計(jì)、制造和施工單位等組成研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在運(yùn)用協(xié)同創(chuàng)新管理理論的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合核電建設(shè)以及主管道自動(dòng)焊技術(shù)特點(diǎn)，通過(guò)項(xiàng)目統(tǒng)籌、資源整合，搭建了政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)。平臺(tái)建設(shè)涉及各類資源的集成和共享，也涉及許多領(lǐng)域和眾多的利益主體，是一項(xiàng)面廣而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，運(yùn)行機(jī)制體制是它的核心部分。通過(guò)建立協(xié)同創(chuàng)新體制，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目統(tǒng)籌規(guī)劃，既理順參與各方的復(fù)雜關(guān)系，明確各方的權(quán)利、義務(wù)和分工，激發(fā)協(xié)同與創(chuàng)新的欲望和動(dòng)力，克服原有創(chuàng)新環(huán)境的弊端；又實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中需要的人、財(cái)、物以及各項(xiàng)保障等進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，達(dá)到資源整合的目的。

依靠基于主管道自動(dòng)焊項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)，針對(duì)窄間隙自動(dòng)焊技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，開(kāi)發(fā)了一套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的窄間隙自動(dòng)焊技術(shù)，并被廣泛應(yīng)用到核電建設(shè)之中，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1 主管道自動(dòng)焊項(xiàng)目協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)

1.1 協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)的搭建

“協(xié)同創(chuàng)新”是指創(chuàng)新資源和要素有效會(huì)聚，通過(guò)突破創(chuàng)新主體間的壁壘，充分釋放彼此間“人才、資本、信息、技術(shù)”等創(chuàng)新要素活力而實(shí)現(xiàn)深度合作，是提高自主創(chuàng)新能力和效率的最佳形式和途徑。

建立協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制與體制是協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)的關(guān)鍵。協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制是適應(yīng)協(xié)同創(chuàng)新行為的一種全新的管理模式，在進(jìn)行系統(tǒng)的理論探索時(shí)，充分結(jié)合核電“安全第一、質(zhì)量第一”的建設(shè)理念以及主管道自動(dòng)焊管壁厚、組對(duì)要求高、變形控制嚴(yán)、位置特殊和空間狹窄的技術(shù)特點(diǎn)，形成協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。

首先，協(xié)同建立在合作基礎(chǔ)之上，不同主體之間合作需要一定條件才能發(fā)生，為保證自動(dòng)焊工藝開(kāi)發(fā)及應(yīng)用的有效實(shí)施，中廣核工程有限公司在內(nèi)由施工管理中心牽頭，整合安裝、焊接、測(cè)量等專業(yè)人員，組建自動(dòng)焊執(zhí)行小組；在外與中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、法國(guó)阿?，m公司、中核二三建設(shè)有限公司、中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)公司、國(guó)內(nèi)主要的核電設(shè)備制造單位以及焊機(jī)、焊材供應(yīng)商等多家單位簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。

其次，能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的合作必須對(duì)不同創(chuàng)新主體的任務(wù)目標(biāo)、資源等進(jìn)行有效協(xié)調(diào)。團(tuán)隊(duì)是由各類規(guī)模、性質(zhì)不同的利益群體構(gòu)成的，每個(gè)利益群體也是由利益訴求相異的個(gè)體組成。中廣核工程有限公司通過(guò)組建包括設(shè)計(jì)、制造、安裝及檢測(cè)實(shí)施在內(nèi)的完整主管道自動(dòng)焊項(xiàng)目組，對(duì)每個(gè)平臺(tái)之內(nèi)單位的權(quán)利、義務(wù)以及需承擔(dān)的責(zé)任進(jìn)行明確的分工。對(duì)于技術(shù)研發(fā)過(guò)程中所涉及的相關(guān)問(wèn)題和矛盾，以中廣核工程有限公司為紐帶，通過(guò)整合各方資源推動(dòng)項(xiàng)目推進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)主管道自動(dòng)焊技術(shù)的研發(fā)及推廣應(yīng)用，如圖1所示。

1.2 協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)的運(yùn)作

協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)的運(yùn)作主要分為主管道自動(dòng)焊接技術(shù)方案制訂、模擬焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定實(shí)施以及現(xiàn)場(chǎng)焊接實(shí)施3個(gè)階段：

（1）主管道自動(dòng)焊接技術(shù)方案的制訂

搜集主管道自動(dòng)焊相關(guān)技術(shù)文件，依據(jù)CPR1000機(jī)組堆型的特點(diǎn)，針對(duì)性地向NPIC提供相關(guān)資料和滿足NPIC的需求；設(shè)計(jì)方需根據(jù)自動(dòng)焊焊接工藝及焊接變形量，確定主管道廠內(nèi)預(yù)留尺寸、坡口形式以及相應(yīng)主設(shè)備坡口形式等。

聯(lián)合主設(shè)備制造商、現(xiàn)場(chǎng)安裝承包商分析自動(dòng)焊實(shí)施對(duì)主設(shè)備制造的影響，包括自動(dòng)焊坡口加工精度的可行性分析和對(duì)制造進(jìn)度的影響。

結(jié)合CPR1000、EPR堆型機(jī)組的特點(diǎn)，主要與設(shè)計(jì)院、安裝承包商商討，最終形成一系列的主管道自動(dòng)焊技術(shù)實(shí)施方案，包括下述內(nèi)容：模擬焊接方案、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方案、三維測(cè)量建模和計(jì)算方案、無(wú)損檢測(cè)方案、保護(hù)氣體確定、坡口形式確定、自動(dòng)焊機(jī)選型、焊材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定等，如圖2所示。

（2）模擬焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定實(shí)施

自動(dòng)焊技術(shù)方案確定之后，進(jìn)入模擬焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定實(shí)施階段（見(jiàn)圖3），主要工作有以下幾個(gè)方面：

主管道模擬焊接件、焊材供應(yīng)商：保證模擬焊接試件、耗材按時(shí)到貨。

焊機(jī)供應(yīng)商：保證相關(guān)設(shè)備、零配件按時(shí)到貨，實(shí)施對(duì)應(yīng)操作培訓(xùn)和機(jī)器維護(hù)。

設(shè)計(jì)方：相關(guān)上游技術(shù)文件的出版，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題的解決方案。

安裝承包商：焊工以及取得相關(guān)自動(dòng)焊焊接資格證、場(chǎng)地及工機(jī)具的準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題的反饋、焊材復(fù)驗(yàn)、射線探傷檢驗(yàn)、試驗(yàn)件的相關(guān)理化性能試驗(yàn)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)焊接實(shí)施

工藝評(píng)定件滿足技術(shù)文件規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求之后，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的進(jìn)度安排，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)焊接，主要工作包括以下幾個(gè)方面：

設(shè)計(jì)方：相關(guān)上游技術(shù)文件的出版，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題的解決方案。

主設(shè)備供應(yīng)商：自動(dòng)焊工藝對(duì)設(shè)備坡口制造精度有更高的要求，制造廠家應(yīng)根據(jù)確定的坡口尺寸及精度，在不影響設(shè)備供貨進(jìn)度的情況下，完成主管道及相應(yīng)主設(shè)備，如RPV、SG、RCP等坡口加工。

焊機(jī)供應(yīng)商：派遣技術(shù)人員常駐施工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)解決施工中遇到的有關(guān)焊接設(shè)備故障的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行回場(chǎng)返修。

安裝承包商：控制區(qū)的建立、人力動(dòng)員、工機(jī)具的準(zhǔn)備、與土建施工交叉施工的協(xié)調(diào)、射線探傷檢驗(yàn)、針對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急方案、完成主設(shè)備和主管道的三維測(cè)量工作。除此之外，主管道自動(dòng)焊對(duì)主管道組對(duì)間隙有更嚴(yán)格的要求，對(duì)主設(shè)備安裝及調(diào)整有更高的要求，安裝承包商應(yīng)制訂相應(yīng)的組對(duì)、調(diào)整措施；還必須有配套的焊縫缺陷修補(bǔ)工藝作支持，包括補(bǔ)焊所需的相應(yīng)專用工機(jī)具。

主管道自動(dòng)焊應(yīng)用時(shí)需要有與之相適應(yīng)的無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)作支持。

1.3 協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)應(yīng)用實(shí)例

上述各方的工作由中廣核工程有限公司自動(dòng)焊小組統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、整合資源，在滿足各方訴求的前提下，最大可能地推動(dòng)項(xiàng)目研發(fā)。

通過(guò)大量的前期調(diào)研，中廣核工程有限公司自動(dòng)焊小組聯(lián)合設(shè)計(jì)方中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院和安裝承包商中核二三建設(shè)有限公司，整合理論要求和現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)，最終設(shè)計(jì)方確認(rèn)自動(dòng)焊要求坡口組對(duì)間隙0～1 mm，而這相比手工電弧焊（組對(duì)間隙1～4 mm）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)提出更加苛刻的要求。為滿足組對(duì)要求，中廣核工程有限公司開(kāi)發(fā)和應(yīng)用三維測(cè)量與信息模擬技術(shù)，在主管道坡口加工前，測(cè)量壓力容器、蒸汽發(fā)生器及主泵各管口的竣工尺寸，作為主管道坡口加工輸入?yún)?shù)，從而實(shí)現(xiàn)主管道自動(dòng)焊的精確組對(duì)，如表1、圖4、圖5和圖6所示。

為了實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性三維測(cè)量與信息模擬技術(shù)的實(shí)施，需要采取下述步驟：

1）分別聯(lián)系管道坡口機(jī)和測(cè)量?jī)x器供應(yīng)商，根據(jù)該技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)；

2）組織設(shè)備供應(yīng)商對(duì)安裝承包商的相關(guān)人員進(jìn)行操作培訓(xùn)，并取得相應(yīng)資質(zhì)；

3）需要和主設(shè)備供應(yīng)商協(xié)調(diào)測(cè)量時(shí)間窗口，組織安裝承包商相關(guān)人員赴廠家測(cè)量；

4）計(jì)算數(shù)據(jù)，安裝承包商依據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。

如果安裝承包商加工坡口有所偏差，還需要開(kāi)出現(xiàn)場(chǎng)不符合項(xiàng)，提交設(shè)計(jì)方技術(shù)澄清。

主管道的坡口加工與主設(shè)備的安裝邏輯有著緊密的關(guān)系，必須處理好諸如設(shè)計(jì)方、主設(shè)備供應(yīng)商、管道坡口機(jī)和測(cè)量?jī)x器供應(yīng)商、安裝承包商等各方面的情況，才能在保證技術(shù)實(shí)施的同時(shí)，最大限度地保證現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，最終達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

表1 自動(dòng)焊坡口加工及組對(duì)任務(wù)分解表Table 1 Automatic welding groove processing and prefabrication task breakdown

在整個(gè)過(guò)程中，中廣核工程有限公司搭建的協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)起著決定性的作用：以平臺(tái)為紐帶，把相互間本身毫無(wú)關(guān)聯(lián)的各方聯(lián)系在一起，發(fā)揮自身在項(xiàng)目統(tǒng)籌、資源整合，以及科研攻關(guān)方面的優(yōu)勢(shì)，制定出一套合理、可行的技術(shù)路線，成功實(shí)現(xiàn)了主管道自動(dòng)焊技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。

2 專家審查與匯報(bào)機(jī)制

另外，核電建設(shè)行業(yè)由于其特殊性，安全是核電建設(shè)的第一要?jiǎng)?wù)。在工程開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面求真務(wù)實(shí)、大膽創(chuàng)新的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)新工藝、新技術(shù)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行外部研究評(píng)審，排除爭(zhēng)議，保證新工藝、新技術(shù)的安全可靠。

主管道焊接是保證核電站一回路壓力邊界完整性的關(guān)鍵。項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，為保證項(xiàng)目推進(jìn)方向受控和研究成果的可靠，除了協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)內(nèi)部的工程進(jìn)度推進(jìn)之外，中廣核工程有限公司與國(guó)家核安全局及國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜冶３殖浞譁贤?，在“試?yàn)方案確定”、“工藝開(kāi)發(fā)完成”、“工藝評(píng)定開(kāi)啟”、“現(xiàn)場(chǎng)焊接實(shí)施完成”等項(xiàng)目關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，向主管當(dāng)局請(qǐng)示或組織專項(xiàng)會(huì)議進(jìn)行專家會(huì)審，形成了一整套專家審查與匯報(bào)機(jī)制。

在多次的專家會(huì)審和現(xiàn)場(chǎng)審查過(guò)程中，中廣核工程有限公司利用搭建的協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)，對(duì)于疑問(wèn)能夠及時(shí)澄清答復(fù)，對(duì)于暴露的問(wèn)題能夠迅速糾正，形成了一套快速反應(yīng)和糾偏機(jī)制，使得上層的目標(biāo)能夠?qū)訉勇鋵?shí)，完整地實(shí)現(xiàn)了初期制訂的科研目標(biāo)，開(kāi)發(fā)出一套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的窄間隙自動(dòng)焊接技術(shù)。

3 總結(jié)與展望

核電站建設(shè)，由于其行業(yè)的特殊性，使其技術(shù)革新面臨比其他工程建設(shè)行業(yè)更加困難的局面：

1）必須保證安全性能的萬(wàn)無(wú)一失；

2）我國(guó)現(xiàn)行的核電建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中尚不完善；

3）涉及設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造和施工等多個(gè)環(huán)節(jié)；

4）投資大、周期長(zhǎng)、協(xié)調(diào)難度高；

5）國(guó)家對(duì)于核電建設(shè)行業(yè)新工藝、新技術(shù)的實(shí)施有著嚴(yán)格的審查制度。

中廣核工程有限公司以核電建設(shè)重大技術(shù)革新——主管道自動(dòng)焊項(xiàng)目研發(fā)為契機(jī)，探索出一套完整的團(tuán)隊(duì)協(xié)同創(chuàng)新管理模式，通過(guò)搭建基于主管道自動(dòng)焊的協(xié)同創(chuàng)新管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目統(tǒng)籌、資源整合、政產(chǎn)學(xué)研用的結(jié)合，并建立了國(guó)家級(jí)的主管道自動(dòng)焊實(shí)驗(yàn)室， 促進(jìn)了上下游各方的團(tuán)隊(duì)合作。通過(guò)自動(dòng)焊項(xiàng)目實(shí)施，帶動(dòng)了整個(gè)核電行業(yè)建造技術(shù)水平的發(fā)展，培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的核電建設(shè)人才隊(duì)伍。

主管道自動(dòng)焊技術(shù)已在寧德核電項(xiàng)目成功示范應(yīng)用?，F(xiàn)本成果已推廣至陽(yáng)江和紅沿河等項(xiàng)目，打破了國(guó)外對(duì)該技術(shù)的壟斷，填補(bǔ)了我國(guó)在此領(lǐng)域的空白。

安全是核電建設(shè)的第一要?jiǎng)?wù)，因此要求核電建設(shè)工程技術(shù)不斷創(chuàng)新，在保證安全的前提下，加強(qiáng)工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)清潔能源造福人類的最終目的?；谥鞴艿雷詣?dòng)焊的協(xié)同創(chuàng)新管理模式創(chuàng)造了核電行業(yè)重大技術(shù)革新管理模式的典范，我們應(yīng)當(dāng)看到核電建設(shè)是包含多個(gè)行業(yè)綜合技術(shù)的體現(xiàn)，在拓展應(yīng)用時(shí)，必須根據(jù)自身的技術(shù)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)施工情況，做出適應(yīng)性的修改，達(dá)到技術(shù)創(chuàng)新目的，實(shí)現(xiàn)“安全第一、質(zhì)量第一”的發(fā)展理念。