肖 羽 馬曉利

（大連菱日電力設(shè)備有限公司）（奧鎂貿(mào)易（大連）有限公司）

壓力容器

淺談對RCC-M規(guī)范材料篇的認(rèn)識

肖 羽*馬曉利

（大連菱日電力設(shè)備有限公司）（奧鎂貿(mào)易（大連）有限公司）

分析了RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇的特點(diǎn)、形成原因及其應(yīng)用，特別是實(shí)施國產(chǎn)化方面應(yīng)該注意的問題。

核電設(shè)備 RCC-M 材料標(biāo)準(zhǔn) 采購規(guī)格書 鋼材 零件 產(chǎn)品

0 前言

《壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》（RCC-M）第Ⅱ卷共兩大冊，其總標(biāo)題為 《材料》[1]。從表面上看這與ASME規(guī)范第Ⅱ卷[2]很相似，但仔細(xì)分析后可知，其實(shí)質(zhì)完全不同。本文分析了RCC-M第Ⅱ卷材料篇的特點(diǎn)、形成原因及其應(yīng)用，特別是實(shí)施國產(chǎn)化方面應(yīng)該注意的問題。

1 RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇簡介

1.1 主要內(nèi)容

RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇的主要內(nèi)容是102份采購規(guī)格書 （procurement specifications），其所涉及的是制造法國法瑪通公司設(shè)計(jì)的壓水堆核電站核島機(jī)械設(shè)備需要的材料。

該卷把這些采購規(guī)格書分成了兩大類，即零件采購規(guī)格書 （30份）和產(chǎn)品采購規(guī)格書 （共72份），且每份都有分類標(biāo)題，以資區(qū)分。

1.1.1 零件采購規(guī)格書

零件采購規(guī)格書的采購對象是制造核島機(jī)械設(shè)備中某臺(tái)具體設(shè)備上的某個(gè)具體零件的毛坯和材料。表1是幾個(gè)零件采購規(guī)格書的示例。由表1可見，按這類零件采購規(guī)格書采購到的物項(xiàng)用在什么設(shè)備上，以及用在該設(shè)備的哪個(gè)部位，都表示得非常明確，絲毫沒有改變或交換的可能。例如按M2111采購的物項(xiàng)是圓筒形鍛件，用于反應(yīng)堆殼體上中子通量最大段，而不是用在其他區(qū)段，因?yàn)榘迅邇r(jià)格的優(yōu)質(zhì)材料用在不需要如此高質(zhì)量的地方不符合設(shè)計(jì)的 “經(jīng)濟(jì)性”原則。反之，按M2112采購的物項(xiàng)雖然也是同標(biāo)準(zhǔn)、同等級的鍛造圓筒，但由于要求較M2111稍低，故絕對不能將其用在高通量段。

1.1.2 產(chǎn)品采購規(guī)格書

產(chǎn)品采購規(guī)格書的采購對象是材料生產(chǎn)廠的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，如鋼板、鋼管或棒材等。應(yīng)用范圍雖然也很明確，但在一定范圍內(nèi)還有變通余地。表2是幾種產(chǎn)品采購規(guī)格書的示例，從中不難看出這一特點(diǎn)。

表1 零件采購規(guī)格書示例

表2 產(chǎn)品采購規(guī)格書示例

1.2 性質(zhì)

不管哪一種類型，RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中包括的采購規(guī)格書都既不是法國國家標(biāo)準(zhǔn)（AFNOR），也不是歐盟標(biāo)準(zhǔn) （EN），而是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制的采購文件。對于這一點(diǎn)RCC-M闡述得很清楚，并沒有絲毫避諱，這也是正確認(rèn)識RCC-M規(guī)范材料篇的關(guān)鍵。

材料標(biāo)準(zhǔn)和材料采購規(guī)格書是不同性質(zhì)的兩類文件。就級別而言，材料采購規(guī)格書是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編寫的，級別在標(biāo)準(zhǔn)之下。

1.3 編寫特點(diǎn)

收錄在RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中的102份材料采購規(guī)格書，編寫方式也很不相同，基本上可以分為3種類型，即規(guī)范編寫方式、不完全規(guī)范編寫方式和非規(guī)范編寫方式。

1.3.1 規(guī)范編寫方式

規(guī)范編寫方式的基本特點(diǎn)是同時(shí)給出了依據(jù)的材料標(biāo)準(zhǔn)編號和材料等級標(biāo)識。根據(jù)具體應(yīng)用條件，可能提出了一些高于或不同于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的特殊要求。

對于標(biāo)準(zhǔn)材料這是普遍都能接受的規(guī)范寫法。標(biāo)準(zhǔn)是公開發(fā)行的，根據(jù)給出的材料標(biāo)準(zhǔn)編號及材料等級標(biāo)識，能夠準(zhǔn)確無誤地知道采購的是何種材料。將規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)比較，能夠知道在所涉及的具體應(yīng)用場合下，規(guī)范在哪些方面提出了特殊要求。凡是與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相同的要求，或并不比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高的要求，不必重復(fù)抄錄標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。通過與標(biāo)準(zhǔn)比較，還可以判斷采購規(guī)格書中提出的附加要求是否恰當(dāng)合理，以及該要求是出于何種考慮。

例如M1131就是一份這種類型的產(chǎn)品采購規(guī)格書。采購的材料是碳鋼鋼板，依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 10028-2[3]。采購的材料等級共包含4個(gè)，即P235GH、P265GH、P295GH和P355GH，用于制造1、2或3級核設(shè)備。

EN 10028-2是一項(xiàng)承壓設(shè)備用鋼板標(biāo)準(zhǔn)，并不是核電專用標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)包括4個(gè)等級的碳鋼鋼板和12個(gè)等級的低合金鋼鋼板。M1131僅采購其中4個(gè)等級的碳鋼鋼板。

M1131在7個(gè)方面提出了附加要求，詳見表3。但是將其與EN 10028-2比較后發(fā)現(xiàn)，這些附加要求并不全都適當(dāng)。例如交貨狀態(tài)，M1131涉及的4種碳鋼鋼板，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的供貨狀態(tài)只有正火一種，并不是規(guī)定了多種狀態(tài)，需要采購方進(jìn)行選擇，所以表3序號1就多余。另外，對磷 （P）和硫 （S）含量以及對-20℃沖擊韌性的要求都不比EN 10028-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高 （有的甚至比EN標(biāo)準(zhǔn)低），完全不應(yīng)該作為附加要求提出來。只有-40℃下的沖擊韌性試驗(yàn)、300℃下的拉伸試驗(yàn)和超聲波檢驗(yàn) （UT）才算高于或不同于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，才應(yīng)該作為特殊要求寫進(jìn)采購規(guī)格書。出現(xiàn)這些多余和不適當(dāng)要求的原因何在？估計(jì)若干年前EN 10028-2標(biāo)準(zhǔn)可能不是這樣，即當(dāng)時(shí)規(guī)定的可能不止一種供貨狀態(tài)，P和S的允許極限含量比現(xiàn)在高，低溫沖擊韌性合格門檻值也比現(xiàn)在低。之后標(biāo)準(zhǔn)升級了，而RCC-M的采購規(guī)格書并沒有跟著修改。按這種規(guī)范方式編寫的采購規(guī)格書，在RCC-M規(guī)范中雖然還有一些，但為數(shù)不多，也就10多份。

表3 M1131中的附加要求

1.3.2 不完全規(guī)范編寫方式

按不完全規(guī)范編寫方式編寫的采購規(guī)格書只給出了材料的等級標(biāo)識，而沒有給出依據(jù)的材料標(biāo)準(zhǔn)編號。該類型的采購規(guī)格書在RCC-M中數(shù)量最多，超過總數(shù)的一半。雖然沒有給出材料標(biāo)準(zhǔn)編號，但給出的材料標(biāo)識都是法國標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識，即都是標(biāo)準(zhǔn)材料。例如M1112就是一份這種形式的產(chǎn)品采購規(guī)格書。采購物項(xiàng)是用于制造1、2和3級部件的碳鋼鑄件。鑄件的標(biāo)準(zhǔn)等級標(biāo)識 （AFNOR grade）共兩種，分別為20MN5M和20M5M。

這類采購規(guī)格書的另一個(gè)特點(diǎn)是內(nèi)容非常詳細(xì)，包括應(yīng)用范圍、冶煉方法、化學(xué)成分、力學(xué)性能、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及合格標(biāo)準(zhǔn)、熱處理、機(jī)械加工和表面及內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)、尺寸檢驗(yàn)、合格證書以及標(biāo)識等各方面的內(nèi)容。雖然只按采購規(guī)格書就能把采購的材料生產(chǎn)出來，但不與標(biāo)準(zhǔn)對照，就不能知道這些材料究竟在哪些方面提出了高于或不同于標(biāo)準(zhǔn)的特殊要求，以及要求是否合理恰當(dāng)。

1.3.3 非規(guī)范編寫方式

該類型采購規(guī)格書的特點(diǎn)是既沒有給出依據(jù)的材料標(biāo)準(zhǔn)編號，也沒有給出材料的等級標(biāo)識，但其內(nèi)容卻都非常詳細(xì)。例如M2111，它的采購對象是制造壓水堆核電站反應(yīng)堆殼體高輻照段的Mn-Ni-Mo低合金鋼圓筒形鍛件。該采購規(guī)格書包括冶煉方法、化學(xué)成分、力學(xué)性能以及包裝運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娴囊?，總?2節(jié)，每節(jié)還分成若干小節(jié)，儼然就像一個(gè)獨(dú)立的材料標(biāo)準(zhǔn)。

這種類型的采購規(guī)格書在RCC-M中數(shù)量不算多，主要集中在低合金鋼材料中。一般來說，只有采購非標(biāo)準(zhǔn)材料或開發(fā)研制新材料，才按這種方式編寫采購文件。因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)可依，一切要求只能靠這一份文件表達(dá)，于是就不得不寫得十分詳細(xì)。

2 討論

以上是從RCC-M規(guī)范材料篇直接讀出的內(nèi)容，從中可以引申出以下幾方面的認(rèn)識。

2.1 編寫單位的性質(zhì)

材料采購規(guī)格書是材料使用單位 （即設(shè)備制造廠或工程公司）為制造具體設(shè)備或完成具體工程項(xiàng)目需要采購材料而編制的。雖然RCC-M規(guī)范標(biāo)明的發(fā)行單位是AFCEN（法國核島設(shè)備設(shè)計(jì)、建造及在役檢查規(guī)則學(xué)會(huì)），和美國的ASME一樣，像是一個(gè)行業(yè)協(xié)會(huì)或?qū)W術(shù)團(tuán)體，但其實(shí)際編制單位卻是法國法瑪通公司，這是一家企業(yè)性質(zhì)的經(jīng)濟(jì)實(shí)體。法國和法國出口的壓水堆核電站都是由這家公司建設(shè)或負(fù)總體責(zé)任建設(shè)的。

2.2 對象單一

RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇包括的采購規(guī)格書，劃分得非常細(xì)致，例如一根泵軸就單獨(dú)編寫了一份采購規(guī)格書 （M2132）。之所以能夠分得這樣細(xì)，是因?yàn)镽CC-M規(guī)范針對的僅僅是法瑪通公司開發(fā)設(shè)計(jì)的壓水堆核電站中的一種類型，其對象單一。核島部分包含的設(shè)備，以及設(shè)備包含的零部件也都是固定不變的。否則就很難采取采購規(guī)格書的形式，更不用說細(xì)分了。

2.3 集中運(yùn)作模式

采購規(guī)格書與具體企業(yè)的運(yùn)作模式密切相關(guān)。法瑪通公司制造核島機(jī)械設(shè)備時(shí)，只需要按RCCM規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中包含的102份采購規(guī)格書采購材料和零件毛坯，其余制造和安裝工作都是由其自己集中完成的。而在我國，同一核電廠的設(shè)備是分散采購的。不同制造廠運(yùn)作模式不同，無法采用相同的采購規(guī)格書。例如，如果設(shè)備制造廠有封頭成型設(shè)備，就不能強(qiáng)制其執(zhí)行M2127或M2128號采購規(guī)格書 （見表2），采購成型好的或拼焊成型好的封頭，因?yàn)橹苯硬少忎摪甯鼮楹侠怼?/p>

另外，整個(gè)RCC-M規(guī)范中沒有關(guān)于設(shè)備制造廠和安裝單位資格評定的規(guī)定，只有對材料生產(chǎn)廠的評定 （M140、 M160和M170）。雖然第Ⅳ卷中S6000“生產(chǎn)車間技術(shù)評定”[4]具有制造廠評定的性質(zhì)，但也僅限于 “焊接技術(shù)”這一方面。這是因?yàn)?，采購的物?xiàng)中有部分涉及焊接。

2.4 供應(yīng)渠道固定

歐洲市場不允許使用非標(biāo)準(zhǔn)材料，不僅包括核電設(shè)備，也包括了民用承壓設(shè)備。而RCC-M規(guī)范中的絕大部分采購規(guī)格書沒有給出材料標(biāo)準(zhǔn)編號，甚至既沒有給出標(biāo)準(zhǔn)編號，也沒有給出材料等級標(biāo)識。這對于其長期固定合作的供應(yīng)商，尤其是法國國內(nèi)的供應(yīng)商來說，問題不大。因?yàn)檫@些供應(yīng)商熟悉自己國家的標(biāo)準(zhǔn)，也知道RCC-M規(guī)范中這些采購規(guī)格書的來歷和演變過程。RCC-M規(guī)范中也說得很清楚，修改采購規(guī)格書是要與供應(yīng)方溝通的（M113）[1]。這說明法瑪通公司制造核島設(shè)備所需要的材料，一定是通過與它有長期合作關(guān)系的固定供應(yīng)渠道得到的。否則這些采購規(guī)格書在使用中也會(huì)存在問題。

綜合以上幾點(diǎn)，不難看出RCC-M規(guī)范第Ⅱ卷材料篇中的采購規(guī)格書完全是法瑪通公司為了自己的需要，按照自己運(yùn)作模式 “量身訂制”的，不應(yīng)該把它看做是普遍適用的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。因此，RCC-M規(guī)范尤其它的第Ⅱ卷材料篇只能作為參考，實(shí)際使用中不能照搬。

3 國產(chǎn)化方面的考慮

目前國家能源局已經(jīng)陸續(xù)批準(zhǔn)發(fā)布了一批能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) （NB/T），總標(biāo)題都是 “壓水堆核電廠用碳鋼和低合金鋼”，接著是 “第××部分”和分標(biāo)題，見表4（表4中標(biāo)題欄只給出了分標(biāo)題）。“第××部分” 由標(biāo)準(zhǔn)編號 NB/T 20005.××中的 “××”表示，但根據(jù)其分標(biāo)題不難找出對應(yīng)的RCC-M規(guī)范中的采購規(guī)格書編號?？傊?，部分材料標(biāo)準(zhǔn)是參考了RCC-M規(guī)范中某份或某幾份材料采購規(guī)格書編制而成的。在我國標(biāo)準(zhǔn)系列中，NB/T標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)屬于部頒標(biāo)準(zhǔn)，位于國家標(biāo)準(zhǔn) （GB或GB/T標(biāo)準(zhǔn)）之下、公司 （或企業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)之上。在沒有相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，部頒標(biāo)準(zhǔn)起國家標(biāo)準(zhǔn)的作用。

而RCC-M規(guī)范中的材料采購規(guī)格書是根據(jù)法國或歐盟標(biāo)準(zhǔn)編制的，只不過增加了若干適應(yīng)于核電設(shè)備的特殊要求，那么實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，就應(yīng)該把目標(biāo)對準(zhǔn)到法國或歐盟標(biāo)準(zhǔn)上去，即把編制RCC-M規(guī)范中材料采購規(guī)格書所依據(jù)的那些標(biāo)準(zhǔn)找出來，并把它們搞明白。當(dāng)然這樣做有困難，因?yàn)镽CCM中的絕大多數(shù)采購規(guī)格書編寫方式不規(guī)范，沒有給出依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)編號。但困難并不是不可克服的，一旦找到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有采購規(guī)格書多。即使要一對一地制訂國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)量也將會(huì)大大減少。

例如，M2000中包括的十多份Mn-Ni-Mo鍛件和鋼板采購規(guī)格書，雖然每一份都給出了極詳細(xì)的冶煉方法、化學(xué)成分和力學(xué)性能等方面的要求，但仔細(xì)比較分析后，不難發(fā)現(xiàn)它們涉及的實(shí)際是同一種材料。只不過用于制造反應(yīng)堆容器的材料，韌性要求比較高，要求限制和分析鈷 （Co）和銅（Cu）含量，對S和P含量限制也較嚴(yán)格；制造反應(yīng)堆以外的其他設(shè)備，韌性要求雖然也比非核設(shè)備高，但比反應(yīng)堆容器低，只要求限制和分析S和P，Cu和Co就不要求分析了。而這幾種元素肯定都不是有意添加的，都是雜質(zhì)元素。如果要制訂標(biāo)準(zhǔn)，制訂兩項(xiàng)，一項(xiàng)鋼板、一項(xiàng)鍛件就夠了，而不需要一對一地制訂十多份。

表4 幾份國產(chǎn)核級材料標(biāo)準(zhǔn)的概況

進(jìn)一步仔細(xì)研究，還會(huì)發(fā)現(xiàn)編制RCC-M規(guī)范中102份材料采購規(guī)格書依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)原本都是通用標(biāo)準(zhǔn)，而不是核電專用標(biāo)準(zhǔn)，更不是壓水堆核電廠專用標(biāo)準(zhǔn)?；蛟S目前世界上根本就沒有核電專用材料標(biāo)準(zhǔn)，至少RCC-M和ASME核電建造規(guī)范都是這樣。這樣 “國產(chǎn)化”的任務(wù)就變成了，找出與其相當(dāng)?shù)奈覈鴺?biāo)準(zhǔn)和材料。如果沒有，就暫時(shí)按外國標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，然后逐漸完善國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，充實(shí)其內(nèi)容。而不是去制訂核電專用標(biāo)準(zhǔn)。我國按照EN 10028-2生產(chǎn)P265GH鋼板已經(jīng)有幾年了。

NB/T 20005.2和NB/T 20005.3在其編制說明中都說，經(jīng)過比較對應(yīng)RCC-M規(guī)范內(nèi)采購規(guī)格書中的材料與我國的20和16Mn相當(dāng)，因而直接采用了國內(nèi)材料標(biāo)識20和16Mn。但是20和16Mn鍛件已經(jīng)有了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)[5]，為什么還要另外制訂標(biāo)準(zhǔn)呢？是因?yàn)楹穗姴牧弦蟾?。但目前國際上，包括法國RCC-M規(guī)范的通用做法，不是去制訂專用標(biāo)準(zhǔn)，更不是按零件制定專用標(biāo)準(zhǔn)，而是直接采用通用標(biāo)準(zhǔn)中的材料，把不同于或高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，作為特殊要求，以業(yè)主設(shè)計(jì)規(guī)格書的形式提出來。要想知道RCC-M規(guī)范對各級核設(shè)備用材料提出了哪些特殊要求，只有通過把RCC-M規(guī)范中的采購規(guī)格書與它們所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)比較才能做到。對于實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化這才是最關(guān)鍵、最重要的。只看RCC-M規(guī)范中的采購規(guī)格書，不看依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，根本看不出哪些是特殊要求，哪些是常規(guī)規(guī)定。尤其是那些編寫方式不規(guī)范和完全不規(guī)范的采購規(guī)格書，如果直接模仿甚至?xí)哑渲写嬖诘牟灰?guī)范不完善的地方也一并承襲。

4 結(jié)束語

（1）ASME規(guī)范第Ⅲ卷[2]和RCC-M規(guī)范都是關(guān)于核電設(shè)備的，但二者性質(zhì)完全不同。前者為外指向型，即ASME編制發(fā)行ASME規(guī)范，完全不是為了自己執(zhí)行，而是為了別人執(zhí)行。而后者則正好相反，恰恰是為了自己執(zhí)行，而且是為了方便自己執(zhí)行，因此把它定性為內(nèi)指向型。

（2）對不同性質(zhì)的規(guī)范，執(zhí)行起來也應(yīng)區(qū)別對待。尤其像RCC-M規(guī)范，本來就不是為法瑪通公司以外的單位編制的。拿來參考沒問題，要不折不扣地執(zhí)行或照搬，不僅會(huì)感到很多不便，而且還會(huì)發(fā)現(xiàn)，所做的很多工作只是徒具形式而已，并沒有實(shí)際意義。如果一味模仿，甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)背離其精神的情況[6-7]。

[1]AFCEN.RCC-M，Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Islands：SectionⅡ，Materials(PartⅠand PartⅡ)[S].2000 Edition Plus 2002 Addendum.Paris.

[2]ASME.ASME Code[S].2015 Edition.New York.

[3]BSI.BS EN 10028-2：2003,Flat Products Made of Steels for Pressure Purposes,Part 2：Non-alloy and Steels with Specified Elevated Temperature Properties[S].2003 Edition.United Kingdom.

[4]AFCEN.RCC-M,Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Islands：Section IV,Welding[S].2000 Edition Plus 2002 Addendum.Paris.

[5]國家能源局.承壓設(shè)備用碳鋼和低合金鋼鍛件：NB/T 47008—2010[S].北京：新華出版社，2010.

[6]王平安，肖羽，竇興華，等.對4種國產(chǎn)核級焊接材料的評述 [J].石油化工設(shè)備，2012，41（1）：48-54.

[7]史雪芬，王平安，李艷，等.RCC-M中的焊接材料評定 [J].石油化工設(shè)備，2012，41（3）：47-53.

Preliminary Discussion on the Understanding of RCC-M Section II-Materials

Xiao Yu Ma Xiaoli

The characteristics,causes and applications of RCC-M Section II-Materials are analyzed,especially the problems that should be paid attention to in the process of localization.

Nuclear power equipment;RCC-M;Material standard;Procurement specification;Steel products;Spare parts;Product

TQ 050.4

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.08.010

2016-12-28）

*肖羽，女，1982年生，高級工程師。大連市，116032。