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核电关键设备国产化采购中质量控制难点与对策分析

作者

胡永刚 楚昊天

中国核电工程有限公司

引言

在国产化采购过程中,质量控制面临诸多挑战。核电关键设备(如反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵等)运行于高温、高压、强辐射的特殊环境,对设备质量要求极高,任何质量缺陷都可能引发严重的核安全事故 。据相关统计,部分国产化核电设备在试运行阶段出现性能不达标、零部件寿命短等问题,暴露了国产化采购中质量控制的薄弱环节。因此,深入研究核电关键设备国产化采购中的质量控制难点,提出有效对策,对推动我国核电产业高质量发展具有重要意义。

1 核电关键设备国产化采购质量控制难点分析

1.1 材料性能不稳定

国产化进程中,部分关键材料生产技术尚未完全成熟,导致材料性能不稳定。例如,用于制造反应堆压力容器的低合金钢,在国产化初期,其化学成分均匀性难以保证,影响材料的强度和韧性 。一些国产特种不锈钢材料,在高温高压和强辐射环境下,其耐腐蚀性和抗疲劳性能与进口材料存在差距,无法满足长期安全运行需求。此外,材料生产过程中的质量波动,如杂质含量超标、晶粒度不均匀等问题,增加了设备制造的质量风险。

1.2 工艺技术不成熟

核电关键设备制造工艺复杂,涉及焊接、锻造、热处理等多种先进工艺。国产化过程中,部分工艺技术尚未完全掌握,导致设备制造质量难以保证。以主泵叶轮制造为例,其复杂的曲面结构对加工精度要求极高,国内部分企业的五轴联动加工技术尚不成熟,加工后的叶轮尺寸精度和表面质量无法满足设计要求 。在焊接工艺方面,蒸汽发生器传热管与管板的焊接是制造的关键环节,国产设备在焊接过程中易出现气孔、未熔合等缺陷,焊接接头的力学性能和密封性难以达到标准,影响设备的安全运行。同时,工艺技术的不成熟还导致生产效率低下,增加了设备的制造成本和质量控制难度。

1.3 质量标准体系不完善

目前,我国核电关键设备质量标准体系虽已初步建立,但在国产化采购中仍存在不足。一方面,部分标准与国际先进标准存在差距,难以满足高端核电设备的质量要求。例如,在设备的抗地震性能标准方面,我国现行标准对极端地震工况下设备的性能要求相对较低,无法有效保障核电站在强地震作用下的安全 。另一方面,标准更新滞后,无法及时反映新材料、新工艺的发展需求。随着核电技术的不断进步,一些新型材料和制造工艺逐渐应用于关键设备制造,但相关质量标准未能及时修订完善,导致在国产化采购过程中,缺乏明确的质量验收依据,增加了质量控制的不确定性。

2 核电关键设备国产化采购质量控制对策

2.1 建立全链条质量追溯体系

从原材料采购、零部件加工、设备组装到最终验收,建立覆盖核电关键设备国产化采购全过程的质量追溯体系。要求供应商为每一批次原材料和零部件赋予唯一的追溯码,记录原材料来源、生产工艺参数、质量检测数据等信息 。通过扫描追溯码,采购方可实时查询产品全生命周期信息,实现质量问题的快速定位和责任追溯。在原材料采购环节,严格审核供应商的资质和原材料质量证明文件,对每批次原材料进行抽样检测,确保原材料质量合格。在生产过程中,利用物联网技术,对关键工艺参数进行实时监控和记录,一旦发现异常,及时采取措施进行调整。同时,建立质量追溯信息共享平台,实现采购方、供应商和监管部门之间的信息互通,提高质量控制的透明度和协同性。

2.2 强化技术研发与工艺改进

加大对核电关键设备制造技术的研发投入,联合高校、科研机构和企业,开展产学研合作,攻克材料制备、工艺技术等方面的关键难题。在材料研发方面,重点研究高强度、耐腐蚀、抗辐射的新型材料,提高国产材料的性能和稳定性 。例如,研发新型核级不锈钢材料,通过优化化学成分和热处理工艺,提高其在高温高压和强辐射环境下的耐腐蚀性能和力学性能。在工艺技术改进方面,引进和吸收国外先进制造技术,结合国内实际情况进行创新。针对主泵叶轮加工精度不足的问题,研发高精度五轴联动加工工艺和专用加工设备,提高叶轮的制造质量。加强焊接工艺研究,开发适用于核电关键设备的自动化焊接技术和焊接材料,提高焊接接头的质量和可靠性。同时,建立工艺验证和优化机制,对新研发的工艺技术进行充分验证和优化,确保其在实际生产中的稳定性和可靠性。

2.3 优化供应商管理

建立严格的供应商准入制度,提高供应商资质审核标准。要求供应商具备完善的质量管理体系、先进的生产设备和专业的技术团队,在核电设备制造领域具有一定的业绩和经验 。在供应商选择过程中,不仅关注产品价格和交货期,更要重视供应商的技术能力、质量保证能力和售后服务水平。建立供应商动态评估机制,定期对供应商的产品质量、交货期、售后服务等进行考核评估。根据评估结果,对供应商进行分级管理,对于表现优秀的供应商,给予优先合作、增加订单量等奖励;对于质量问题频发、整改不力的供应商,取消其供应商资格。加强对供应商生产过程的监督,建立驻厂监造制度,派专业技术人员到供应商生产现场,对原材料采购、生产工艺、质量检测等环节进行全程监督,确保产品质量符合要求。

2.4 提升人员技术水平与质量意识

加强核电产业专业人才培养,通过高校相关专业建设、职业技能培训等多种途径,培养一批掌握先进制造技术和质量控制方法的专业技术人员和产业工人。高校应优化核电相关专业课程设置,加强实践教学环节,培养学生的实际操作能力和创新能力 。企业要定期组织员工参加技能培训和继续教育,邀请行业专家进行技术讲座和培训,提高员工的技术水平和业务能力。同时,加强质量意识教育,通过开展质量宣传活动、质量案例分析等方式,提高员工的质量责任感和安全意识,使员工充分认识到质量控制对核电安全的重要性。建立质量激励机制,对在质量控制工作中表现突出的员工给予表彰和奖励,激发员工参与质量控制的积极性和主动性。

3 结论

核电关键设备国产化采购中的质量控制是一项复杂的系统工程,关系到核电站的安全稳定运行和我国核电产业的可持续发展。面对材料性能不稳定、工艺技术不成熟、质量标准体系不完善、供应商质量管控不足以及人员技术水平与质量意识不足等难点,需要建立全链条质量追溯体系、强化技术研发与工艺改进、完善质量标准体系、优化供应商管理并提升人员技术水平与质量意识。通过以上对策的实施,可有效提升核电关键设备国产化采购质量,推动我国核电产业向更高水平发展,为实现核电强国目标奠定坚实基础。未来,随着核电技术的不断进步和产业发展需求的变化,还需持续关注质量控制领域的新问题、新挑战,不断优化和完善质量控制措施,确保核电关键设备国产化进程顺利推进。

参考文献

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