易 飛，王祥元

(東方電氣(廣州)重型機器有限公司，廣東 廣州 511458)

2015年7月，國家核安全局發(fā)文通報了國內(nèi)某制造廠為多個核電廠供貨的核安全相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備用緊固件存在質(zhì)量文件造假事件[1]。2016年8月，國家核安全局發(fā)布了《關(guān)于進一步加強核電廠緊固件等大宗材料質(zhì)量管理的通知》(國核安發(fā)[2016]195號)[2]，設(shè)備制造廠在進行緊固件采購時按照該通知中的《核電廠緊固件入廠(場)復(fù)驗指南》(本文后續(xù)簡稱《指南》)進行復(fù)驗工作，有效的加強了緊固件的質(zhì)量控制。本文梳理了不同核電項目的緊固件制造標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求的差異，分析了采購方在執(zhí)行緊固件復(fù)驗時存在的問題并提出了建議。

1核安全設(shè)備用緊固件常用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

核安全設(shè)備用緊固件的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)體系主要有ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范(ASME)[3]、壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則(RCC-M)[4]及國標(biāo)GB/T 3098—2010緊固件機械性能系列標(biāo)準(zhǔn)。

表1列出了核安全設(shè)備常用緊固件材料標(biāo)準(zhǔn)。

表1 核安全設(shè)備常用緊固件標(biāo)準(zhǔn)

2 不同標(biāo)準(zhǔn)體系中緊固件性能要求的差異

2.1 RCC-M標(biāo)準(zhǔn)對緊固件性能的要求

RCC-M M5110、M5120規(guī)定了緊固件棒材階段的拉伸性能、沖擊性能和硬度試驗要求。RCC-M M5140規(guī)定了螺栓、螺釘、螺桿及螺母的采購要求，第4章規(guī)定：對螺釘、螺栓和螺母，如果棒材以熱處理狀態(tài)交貨且制造后不再作熱處理，則不要求檢驗其力學(xué)性能。若在制造后進行熱處理，供貨商必須做力學(xué)性能試驗,測定的性能值應(yīng)符合棒材采購技術(shù)規(guī)范中所用鋼種的規(guī)定值。按RCC-M體系設(shè)計的華龍一號項目核安全設(shè)備的緊固件在制造后不需要進行熱處理，這些緊固件在棒材階段進行力學(xué)性能檢驗，按圖紙加工成成品后不需要再進行拉伸性能檢驗。

2.2 ASME標(biāo)準(zhǔn)對緊固件性能的要求

ASME標(biāo)準(zhǔn)對緊固件的棒料及緊固件成品的性能檢驗項次較多，與國標(biāo)要求相近但也有差異。如核安全設(shè)備緊固件常用的標(biāo)準(zhǔn)ASME SA193對制造螺栓的棒料的拉伸性能進行了規(guī)定，成品階段僅在某些特定情況下需要進行拉伸試驗和楔形拉伸試驗，而 GB/T 3098.1對棒料階段的拉伸性能并沒有進行規(guī)定，緊固件成品階段主要進行楔負載和保證載荷試驗，當(dāng)進行了楔負載試驗的不再進行拉伸試驗。ASME SA194和GB/T 3098.2相比，在強度性能檢測方面要求基本一致，對棒料階段的拉伸性能并沒有規(guī)定，而規(guī)定了緊固件成品階段的保證載荷和硬度要求。另外，SA194規(guī)定當(dāng)供需雙方存在爭議時可以采用鋼錐楔壓保證載荷試驗進行判定。

以最常用到的SA193-2019為例，對緊固件的強度性能要求進行說明[5]，見表2。

表2 SA193部分強度性能試驗要求(未包含部分特殊情況)

從上述常用的緊固件標(biāo)準(zhǔn)對比可以看出不同的標(biāo)準(zhǔn)體系對緊固件的棒料及緊固件成品的性能要求是有差異的，相比RCC-M標(biāo)準(zhǔn)，ASME標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)對緊固件成品的性能檢驗項次較多。

3 國家監(jiān)管單位關(guān)于緊固件復(fù)驗的要求

國核安發(fā)[2016]195號中《指南》規(guī)定：屬于安全重要物項的緊固件應(yīng)通過抽樣試驗的方式進行入廠(場)復(fù)驗，復(fù)驗單位應(yīng)獨立于采購單位和制造單位(通常稱為第三方復(fù)驗)。緊固件復(fù)驗檢驗項目核抽樣數(shù)量由設(shè)計單位根據(jù)緊固件的分類以及規(guī)范分級在緊固件采購技術(shù)條件中明確?！吨改稀方o出了復(fù)驗項目和抽樣數(shù)量，其中試驗項目與抽樣水平見表3。

表3 試驗項目與抽樣水平

需要說明的是，《指南》明確指出表3中的試驗項目適用于核電廠緊固件采購技術(shù)條件中要求的項目，另外參照國標(biāo)(GB/T 3098—2010)規(guī)定從力學(xué)性能的硬件檢測條件考慮，對螺栓進行了劃分：對于螺紋規(guī)格小于或等于M39的螺栓，應(yīng)進行實物拉力或楔負載試驗；對于螺紋規(guī)格大于M39的螺栓，當(dāng)不能實施實物拉力或楔負載試驗項目時，可用機加工試樣的拉伸試驗代替，并可采用具有代表性的產(chǎn)品延長段或產(chǎn)品本體進行試驗；對于沖擊試驗和機加工試樣拉伸試驗，若因試樣不具代表性而造成結(jié)果不合格，允許按照緊固件相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)重新試驗。

從上述規(guī)定可以看出，并非是表3中的所有項次都需要復(fù)驗，而是原緊固件的技術(shù)條件要求了的試驗項目，復(fù)驗時才需要做。如某項目蒸汽發(fā)生器人孔螺栓的技術(shù)條件無脫碳和保證載荷試驗要求，則在進行第三方復(fù)驗時也就不必進行該試驗。

根據(jù)《指南》的要求，國內(nèi)大部分設(shè)計單位在均發(fā)布了相適應(yīng)的緊固件復(fù)驗規(guī)定，如《核電廠安全重要物項緊固件采購補充質(zhì)量及技術(shù)管理要求》、《緊固件復(fù)驗技術(shù)條件》、《緊固件入廠復(fù)驗方案》等，但詳盡程度不同，有的給出了該項目需要第三方復(fù)驗的安全重要物項緊固件清單和復(fù)驗項次，更便于操作執(zhí)行。

4 緊固件采購過程中存在的問題和理解

4.1 設(shè)計采購文件應(yīng)當(dāng)明確哪些緊固件需要進行第三方復(fù)驗

當(dāng)設(shè)計單位沒有明確需要復(fù)驗的緊固件清單時，對個別緊固件是否需要進行復(fù)驗可能存在一定分歧。設(shè)計方應(yīng)當(dāng)發(fā)布產(chǎn)品的零部件(含緊固件)的安全分級和質(zhì)保分級清單或需第三方復(fù)驗的緊固件清單以便于執(zhí)行。需要特別說明的是，安全重要物項的緊固件屬于《指南》的適用范疇，根據(jù)GB/T 17569[7]，除了安全1級、2級和3級物項以外，非安全級中有特殊要求的物項(即NC(S)級)也屬于安全重要物項。

4.2 不同標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)避免混用

不同標(biāo)準(zhǔn)體系對緊固件的要求有一定差異，應(yīng)避免在進行緊固件設(shè)計時同時選用不同標(biāo)準(zhǔn)體系的標(biāo)準(zhǔn)，如確實需要采用不同的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)明確相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的哪些條款適用緊固件的哪些要求。如某螺母采用國標(biāo)GB/T 6170(GB/T 6170中的性能要求引用的是GB/T 3098.2和GB/T 3098.15)，同時又選用了ASME牌號SA194 Gr.7材料，這類緊固件的性能如何驗收，螺母是否要做保證載荷試驗，如果要做，保證載荷應(yīng)按多少驗收。這類緊固件嚴格意義上并不屬于標(biāo)準(zhǔn)緊固件，并不能簡單直接引用標(biāo)準(zhǔn)。碰到此種情況時，通常的做法是緊固件供貨方通過向設(shè)計方發(fā)函確認的方式明確，一般情況下棒料的性能按照相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)進行驗收，緊固件的尺寸要求按照緊固件標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。當(dāng)確實要進行保證載荷試驗或者實物拉力試驗時，應(yīng)明確具體驗收指標(biāo)。

4.3 非標(biāo)緊固件的驗收要求應(yīng)當(dāng)明確

非標(biāo)緊固件一般是指使用溫度、尺寸規(guī)格、材料或等級超出緊固件標(biāo)準(zhǔn)的緊固件。目前的緊固件標(biāo)準(zhǔn)都有其適用范圍，如GB/T 3098.1適用使用溫度為-50～300 ℃且規(guī)格小于M39的螺栓， GB/T 3098.2適用使用溫度為-50～150 ℃且規(guī)格小于M39的螺母。當(dāng)設(shè)計選用這類非標(biāo)緊固件時，對標(biāo)準(zhǔn)中不適用的或未明確的要求應(yīng)進行明確，避免制造和驗收過程中出現(xiàn)分歧。

4.4 關(guān)于核一級設(shè)備承壓螺栓、螺母復(fù)驗方式的探討

根據(jù)《加強緊固件質(zhì)量管理的要素分析與建議》[8]的分析及《指南》的規(guī)定，核安全重要物項緊固件均需要納入管理范疇，主要焦點是大宗材料。但屬于核安全重要緊固件的還有一類，如反應(yīng)堆壓力容器主螺栓、主螺母，蒸汽發(fā)生器人孔及手孔螺栓、螺母等。這類緊固件安全級別高、質(zhì)保等級高，按設(shè)備進行設(shè)計、制造和采購，其設(shè)計文件完整、技術(shù)要求和驗收要求明確，這類緊固件并不屬于大宗材料。但按照《指南》的規(guī)定，這類緊固件仍應(yīng)進行第三方復(fù)驗工作，不可避免的增加了管理和經(jīng)濟成本。

這類緊固件由持證單位供貨，供應(yīng)商編制了完整的制造和質(zhì)量文件，制造大綱由緊固件采購方審查確認，質(zhì)量計劃由緊固件采購方和業(yè)主審查確認，并由采購方和業(yè)主代表選點見證，這類緊固件的質(zhì)量是比較可靠的。同時，考慮到這些緊固件的重要程度及材料不均勻性的可能性，進行材料性能的復(fù)驗是必要的。建議對這類緊固件的復(fù)驗方式進行適當(dāng)調(diào)整，具體如下：

針對這類緊固件中規(guī)格較小的緊固件(如規(guī)格不大于M48的)的復(fù)驗要求，建議調(diào)整為在業(yè)主代表見證下由緊固件供應(yīng)商或采購方進行復(fù)驗。

反應(yīng)堆壓力容器的主螺栓、主螺母的規(guī)格尺寸大且制造要求高(如某項目主螺栓規(guī)格為M170,長度2 106 mm，單件重303 kg)，其制造周期長、成本高，如采用成品主螺栓、螺母進行復(fù)驗，需要將其破壞。主螺栓在棒料階段完成性能試驗后再加工螺紋，后續(xù)并無熱處理，其棒料階段的性能可以代表主螺栓的性能。建議在主螺栓棒材性能試驗階段，在其延長段上截取一段復(fù)驗用料，在業(yè)主的見證下由緊固件供應(yīng)商或采購方進行復(fù)驗。

5 結(jié)論

核安全重要緊固件質(zhì)量事件給國內(nèi)核電機組建造帶來了巨大的經(jīng)濟損失。緊固件的管理從設(shè)計、采購、制造、安裝、不符合項管理、檢查核試驗等環(huán)節(jié)進行了增強和優(yōu)化[8-9]。緊固件的復(fù)檢要求、復(fù)檢范圍在設(shè)計文件中應(yīng)清晰、明確，并避免不同標(biāo)準(zhǔn)體系混用。緊固件供應(yīng)商和采購方嚴格落實《指南》要求，確保制造的緊固件滿足設(shè)計文件要求。