分享：核级锆材生产现场质量控制方法

我国核级锆材产业体系已经初步形成，随着新的锆合金材料的研发以及我国自主知识产权的高性能核燃料组件的研制，我国核级锆材将会得到更进一步的发展。质量是产品的生命，是企业各项工作的综合反映。文章结合国核宝钛锆业股份公司的现场生产模式，对核级锆材现场质量控制方法进行总结分析指出：核级锆材生产的安全和质量是由一线工作人员来保证的，因此保证工作人员的工作质量是确保产品质量的根本；建立现场质量体系程序文件是保证现场正常生产活动的基础；建设企业质量文化可以使质量体系的有效性和效率得到持续改进，实现提升和超越。

核能利用作为一种有竞争力的技术，在21世纪及未来将对人类可持续发展做出巨大贡献，但核电用产品(核品)对质量和安全性的要求非常高，质量保证体系不同于一般的机械产品和电子产品，不仅需要依据ISO9000系列标准，还必须满足相关核安全法规和生产标准的要求。主要法规和标准有国际原子能机构IAEA 50-C-QA“核电厂质量保证安全规定”、国家核安全法规HAF003(91)“核电厂质量保证安全规定”、GB/T19001—2000标准。

在核品质量保证的组织结构上，除一般企业所设的质检组织外，还设有核品质量委员会，作为核品企业最高的质量管理和决策组织。

核品质量文件分3个层次：第一层次文件是核品质量保证大纲(即质量手册)，按照HAF003(91)和GB/T19001—2000的要求编写并必须经核电用户认可，是企业为保证核品质量而规定的管理和技术性工作的总纲；第二个层次是管理程序，包括大纲程序及各部门管理文件；第三层次是操作规程，包括工艺规程、检验规程等。

我国核级锆材生产现状

用于制造核燃料组件的锆合金材料(管、棒、板、带等)称为核级锆材，其主要特征是去除了元素铪(w(Hf)<100×10–6)，在性能上主要满足核反应堆内的高温、高压、耐腐蚀、抗辐照的使用要求。

我国的锆材发展始于20世纪60年代末，有关单位联合攻关，生产了少量核级海绵锆以及锆合金材料，使用TBP硝酸体系萃取工艺，之后又研究了N235硫酸体系萃取工艺、锆英砂沸腾氯化等。中信锦州铁合金厂早期从事过锆铪分离的研究和生产。

宝钛集团公司的前身902厂研制并生产了部分锆合金材料。由于当时核级锆材应用范围窄、消费量少，随后很长时间又缺乏需求牵引，致使锆合金材料生产技术在我国一直没有得到有效发展，以致长期以来我国核级海绵锆工业化生产处于空白，没有完整系统的产业平台，锆合金熔炼、压力加工、产品制造等没有系统完整的产业体系，也不适应核级产品严格的质保要求。相当长的一个阶段内，我国没有锆合金的自主品牌，适应高燃耗燃料组件用的先进锆合金M5、ZIRLO、E110、E635等都是国外品牌。这个阶段，我国新锆合金的研发缺乏系统有效的组织，尽管一些研究单位和高校也开展了高性能锆合金相关研制工作，但终因力量分散、缺乏有效的组织和市场牵引而进展迟缓[1]。

为适应我国核电快速发展并借助于三代核电的技术引进(包括了核级锆材技术引进)，在国家发改委、能源局的高度重视和支持下，国家核电技术公司联合宝钛集团公司共同出资于2007年11月组建了我国核级锆材的专业化公司——国核宝钛锆业股份公司(简称国核锆业)，旨在整合国内现有锆材生产资源，利用第三代核级锆材加工技术，建成包括核级海绵锆在内的完整的核级锆材产业体系，实现锆材的国产化和自主化。目前，全产业链的各生产工序也已陆续投入运行，AP1000核级锆材生产工艺流程已全线贯通。我国核级锆材产业体系已经初步形成，随着新的锆合金材料的研发以及我国自主知识产权的高性能核燃料组件的研制，我国核级锆材将会得到更进一步的发展。

核级锆材生产现场的质量控制

核级锆材生产的一切活动的安全和质量是由一线工作人员来保证的。质量保证的影响因素主要有3个：人员素质、工作质量和产品质量。因此，保证工作人员的工作质量是确保产品质量的根本。

建立现场质量体系程序文件

生产现场质量体系的程序文件包括流程类文件、流通卡、作业指导书、设备安全操作规程、设备维护保养规程、不符合项控制、作业记录、产品检验规程以及环境和安全类文件等。生产现场质量体系程序文件的建立是保证现场正常生产活动的基础。

以核级锆合金带材生产过程中的退火工序为例。首先，对现场操作人员而言，进入生产现场要依据环境和安全类文件规定标准穿戴好劳保用品，按本岗位来料接收细则进行来料检查，包括牌号、数量、重量以及板材表面质量。填写设备点检表，包括设备状态以及仪器仪表的有效期等，一切正常后按设备安全操作规程开启设备。参考流通卡和作业指导书设定退火炉来料的退火工艺曲线，并在设备运行过程中按要求做好记录。产品实现过程中如果出现偏差或者产生不符合项，要依据“偏差控制”、“不符合项控制”文件进行处理。由此可见，现场质量体系程序文件确保生产全过程处于受控状态，包括人、机、料、法、环五个方面的有效控制，是保证产品加工的一致性和稳定性的基础。

建设企业质量文化

现代质量管理理论认为，质量的改善和提高不仅和设备、设施、技术工艺、检测手段、规章制度有关，而且很大程度上与人的心理因素、人品道德、价值观有关，这些因素某种程度上制约着企业质量管理水平的提高。质量文化倡导全面质量管理，致力于提高企业全体员工的质量意识、质量理念、质量管理的理论和技能水平，是指人们在一定环境下做事的方式。对企业而言，就是企业的多数员工的价值观和信念是围绕如何提高产品质量、围绕员工自己的工作质量进行的，在企业中形成每个人争取一次就把工作做好的零缺陷的追求。国核锆业依据自身产品特点形成了独具特色的质量文化。

◆质量理念——一次做对，持续提升

从事所有工作均应按质量要求策划、建立工作目标和过程；严格按照程序规定完成工作，一次做对，达到预定的质量要求；根据质量方针、质量目标和工作的质量要求，对工作过程和工作成果进行检查、监督和测量；对检查和监控的结果进行分析，采取必要的措施使质量体系的有效性和效率得到持续改进，实现提升和超越。

◆工作理念——PDCA循环

国核锆业的工作理念是：策划、程序、修正、卓越，也就是PDCA循环的PLAN/DO/CHECK/ ACTION。PDCA循环作为质量管理的基本方法，不仅适应于整个工程项目，也适应于整个企业和企业内的科室、工段、班组以至个人。各级部门根据自己的方针目标，都有自己的PDCA循环，各级部门的小循环都围绕着企业的重点目标朝着同一方向转动。通过PDCA循环把企业上下或工程项目的各项工作有机地联系起来，彼此协同，互相促进。PDCA循环是螺旋式上升的，一个循环运转结束，生产的质量就会提高一步，然后再制定下一个循环，再运转、再提高，不断前进，不断提高。

建立QC质量小组

国核锆业作为高新技术企业，员工普遍比较年轻，工作经验不足，因此建立群众性质量管理小组有利于企业质量管理水平的整体提高[2]。充分发挥企业员工特别是一线操作人员的主观能动性，理论联系实际进行生产，是促进产品质量快速提升，促进青年员工快速成长的重要途径。例如：某Zr-4板材合同生产中，经常出现小板材同板超差、板形不易控制等状况，以“控制Zr-4冷轧板材厚度尺寸精度”为目标，组织现场设备操作工和工艺技术员成立了“板材冷轧QC活动小组”，将板材同板差控制在0.02 mm之内；在核级锆带材焊接成卷工序中，经常出现焊缝表面氧化及焊接切边单边去除量大的问题，由现场设备操作工和工艺技术员组成了“带材焊接QC活动小组”，主攻“控制冷轧板材焊接焊缝质量和分边宽度”的课题研究，取得了良好的效果。

结束语

我国核级锆材产业体系已经初步形成，随着新的锆合金材料的研发以及我国自主知识产权的高性能核燃料组件的研制，我国核级锆材将会得到更进一步的发展，积极探索研究先进的核级锆材生产现场质量控制方法意义重大，是核电安全、平稳、高速发展的重要保证。

文章来源——金属世界