鹿松

本文介绍了某AP1000核电机组工程压接管道的施工，并对施工过程中，出现的压接口脱口的建造质量事件，进行深入的分析和评估。同时，有针对性地对后续该类型管道施工，提出了改进建议，为AP1000核电机组的模块化管道施工，提供了借鉴和指导。

一、AP1000核电机组CAS系统概述

1.CAS系统功能

AP1000压缩空气系统（CAS）分为3个子系统，分别为仪用压空子系统、厂用压空子系统以及高能压空子系统。仪用压空子系统为气动阀和仪表提供压缩空气；厂用压空子系统分配到各个接口，为全厂气动工具和气动泵提供压缩空气；高能压空子系统为主控室应急居留系统、发电机出口断路器以及消防设备站提供压缩空气。

2.CAS系统管道施工特点

仪用压空子系统分别采用304L不锈钢管道和维特利管道。厂用压空子系统采用A106碳钢管道。高压压空子系统采用A335合金钢。其中，维特利管道采用压接工艺，需要专用的维特利接头以及专用压接工具，其安装技术应用较少，对操作工人的要求较高。

二、CAS系统压接管道脱口建造质量事件描述

2014年7月，某AP1000核电施工现场，在进行CAS系统调试过程中，连续3天发生三起CAS系统维特利管道脱口爆开的质量事件。出现脱口的非核级管段及弯头的规格型号均为1”，材质均为不锈钢，属于维特利厂家生产的专用维特利管道。

三、CAS系统压接管道质量事件原因分析

1.质量事件原因调查

以下从人、机、料、法（程序）、环五个方面对该问题进行调查和分析，具体情况详述如下：

（1）人员

经查看相关的管道安装交底记录及培训记录，施工人员均参加了维特利厂家开展的管道安装培训。

（2）机具

安装时使用的压合工具的型号为PFT506，该工具为维特利厂家配备的专用工具。为了进一步验证管道压接使用合格的压合工具，分别选择了一个“1”的和一个“2”的管道进行压接试验，试验结果满足要求。

（3）材料

维特利管道及管件的供货商为维特利管道设备（大连）有限公司，该公司为现场施工承包商的合格供方。该批次材料均入厂验收检查合格。

（4）程序

核对《管道安装程序》，其内包含管道压接的施工流程及技术要求。但在管道安装的“管道安装检查记录”表格中，未体现管道插入深度检查项，在形成的安装记录中未体现实际插入深度值。

（5）环境

厂家配备的专用压合工具的使用手册及维特利管道安装的相关设计文件中，均无工具使用及管道施工的环境要求（如，温度、湿度等）。核岛管道压接时存在施工位置狭窄，不能两至三个人同时操作，管道压接时使用的压合工具较重（达20斤），管道压接至少需要两个人配合，部分操作难度较大的地方，需要3-4人操作，才能保证管道及管件的水平及垂直度，以便于按照正确的压接位置进行压接。

2.质量事件原因分析

在对人、机、料、法、环，各施工要素进行深入调查和分析后，整理并汇总如下原因分析：

（1）直接原因

经综合调查上述施工要素，压接管道的插入深度不够是造成CAS管道脱口的直接原因。如果按程序要求1寸维特利管道插入深度25mm，可以在压接处有明显沟槽，根部呈向外张开喇叭形状。

现场已脱口的管道，其插入深度分别为10mm～15mm，比要求的插入深度少。管道的插入深度不足，导致在管道压接过程中,无法形成沟槽和喇叭形状。造成了CAS管道的脱口。

（2）根本原因

①现场施工承包商为按照程序要求对管道压接连接

根据《管道安装程序》中的规定，管道压接时，其插入深度必须采用压接标记模具或尺子进行测量，并在管子上画线标记。而现场施工承包商施工班组，未按程序或交底的要求画线标记，插入深度不够的情况下即对管道压接，导致压接过程中,无法在管道根部形成沟槽和喇叭状。所以，未按程序和安全技术交底要求施工是造成CAS管道脱口的根本原因。

②现场施工承包商质量监督失效

现场施工承包商的质量监督人员未严格按照程序履行监督控制职责，未对所选择的控制点进行有效检查督，未对全部管口标记线检查。在未确认全部管道插入深度达到规定要求的情况下，即在ITP上签字，验收通过。

（3）间接原因

①现场施工承包商经验欠缺

由于压接工艺首次在国内核电厂使用，人员无压接经验可循，对于压接过程中技术要点理解不深刻，负责相关工作的技术人员经验不足。CNF在试压过程中发生脱管后，管道队及技术人员未能及时提出质疑，查找管道脱口的原因，向厂家提出技术澄清或寻求技术支持，没有对暴露出来的问题引起足够的重视。在不明事故原因的情况下，放任质量隐患存在现场，扩大了本次管道脱口事件的影响范围。

②施工程序存在缺陷

《管道安装程序》中包含管道压接的施工流程及技术要求，但在“管道安装检查记录”中缺少插入深度的检查项，在形成的安装记录中未体现实际插入的深度值。由于管道安装工作程序的缺陷，促使现场施工承包商和质量监督人员未能充分理解压接的技术特点。

③总承包管理单位监督深度不足

总承包管理单位的质量监督人员在ITP消点过程中，未对管道标记和插入深度提出质疑，检查见证屏障被突破。其审核程序不到位，没有对工作程序中存在的缺陷提出质疑。

四、质量事件处理

1.创新CAS压接口插入深度检测方法

经初步统计，该核电单台机组约有3000余道维特利压接管道接口。对安装管道内部进行检测，如，按常规方法，需要进行射线拍片检查压接深度。按当时的现场人力、物力配置，需要150天时间。另外，还有部分压接口因安装位置的限制，满足不了射线拍片的要求。

经对各种检测方法的研究分析后，发现超声表面波是一种只能在固体物质表面传输的波，并且表面波传输时随着传播深度的增加超声波能量急剧下降。表面波只能在固体中传播，超声波遇到声阻抗不同的两种介质（压接管与空气）分界面时会发生反射这一特征，来对压接口深度进行测量。当表面波传播到有阻碍传播并且阻碍面与超声波的传播方向垂直时能形成反射，反射的超声波可以在超声波探伤仪中读出探头距离反射面的距离。根据此原理，经现场经过深入理论分析和试验操作后，采用超声波表面波进行压接口深度测量，在20天的时间内，即完成了现场全部压接口的检测工作，比采用射线拍片测量节省130余天时间。

2.改变压接管道质量监督方法

为了保证压接口管道插入深度外观的有效检查，核电建设施工现场对该类管道的建造质量监督方法，进行了全面提升。当该类管道安装过程中，再增加一道检查线，该线在25mm线距离之外，以保证压接后，压接口外面始终有记号线，可以进行验证管道插入深度。与此同时，在管道安装施工检查记录中，增加管道插入审查的检查记录。便于质量监督和管理人员，对内页文件的审查和抽检。

3.以此为鉴，全面提升施工人员和管理人员综合素质

维特利压接管道，使用在AP1000核电机组的CAS压空系统中，属于国内核电建设项目中的首次采用。现场施工承包商和管理单位以此次建造质量事件为契机，全面总结针对新工艺、新技术、新材料应用的经验反馈，组织全员学习，并开展核安全文化理念的培训，形成了一整套“三新”施工应用的管理流程。为后续AP1000核电机组建造的顺利进行，打下了坚实的基础。

五、结语

经过核电参建各方的共同努力，某AP1000核电现场压接管道脱口的建造质量事件，已全面完成了整改。在维特利压接管道插入深度检测、不合格接口返工等处理过程中，现场施工克服了安装作业空间有限、管道安装要求高等施工难点，积累了宝贵的压接管道安装经验。

对于AP1000核电机组的建造，没有现成的经验可以参照。尤其面对“三新”施工应用的管理，必然会遇到许多新的难题。新技术、新工艺、新材料的应用是未来核电厂建设的趋势，相信通过某AP1000核电机组压接管道脱口建造质量事件的全面经验反馈、人员素质提升，以及管理流程梳理提升后，后续AP1000核电机组的施工和组织实施，会更加完善和顺利。