AP000 IHP三角架制造的安全管理

宗涛

【摘 要】生产制造过程的安全管理是制造企业生产管理的重要内容，研究出一种有效的安全管理方法，对于防止安全问题的发生，提高企业安全管理工作，促进企业健康发展具有重要的意义。本文以IHP三角架制造中的安全管理工作为基础，通过详细的分析和探讨，提出了一种“望闻问切馈”的五字安全管理方法。它对后续制造企业的安全管理工作具有一定的借鉴和参考。

【关键词】IHP三角架;安全管理;纠正措施

中图分类号： TH188;F426.4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）06-0266-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.104

【Abstract】The safety management of the manufacturing process is an important part of the production management of the manufacturing enterprise. It has a great significance to study an effective safety management method to prevent the occurrence of safety problems， improve the safety management level and promote the healthy development of enterprises. Based on the safety management work in the AP1000 IHP Tripod manufacturing， this paper proposes a five-words safety management method that “observe and analyze the questions and make corrective action and execution and experience feedback” through detailed analysis and discussion. It has certain reference for the subsequent safety management of manufacturing enterprises.

【Key words】Integrated head package tripod;Safety management;Corrective action

0 引言

核电是人类和平利用核能的重要手段之一，在化石能源储量有限、环保要求严格的今天，积极推进核电建设，对于满足社会发展不断增长的能源需要，保障能源供应与安全，实现电力结构优化和可持续发展都具有重要的意义。为提升我国核电技术水平，加快核电建设步伐，2007年我国引进了当前世界上最先进的AP1000核电技术。AP1000核电具有两个最鲜明的特点，一是采用“非能动”的安全系统，二是采用模块化建造技术[1]。

AP1000一体化顶盖组件（Integrated Head Package，简称IHP）由起吊三角架、屏蔽罩、电缆桥架、CRDM冷却系统、CRD.M抗震支撑悬臂吊、电缆连接面板、核级电缆及仪表组件等多个独立部件组成（图1），其主要功能是提供用于拆开和移走反应堆压力容器顶封头与容器连接螺栓，通过装在组件内部的起吊三角架提起和移动反应堆压力容器顶封头，完成反应堆的换料工作。IHP简化了核岛内反应堆的换料操作程序，减少了停堆时间，减少了个人辐射剂量，提高了反应堆换料过程的安全性。

三角架组件是IHP的承重组件，它需要承受IHP与反应堆顶盖RVCH、控制棒驱动机构CRDM一起形成的重达几百吨的总重量，对安全可靠实现IHP的换料功能具有举足轻重的作用。三角架组件的制造包括零部件的制造、组装、载荷试验等，由于零部件具有个体大、重量重、多工种配合组装、高空作业等多重安全风险高的特点，因此，研究三角架组件制造过程的安全管理对三角架组件制造的质量和进度有着重要的意义。

1 IHP三角架组件的結构及制造流程

IHP三角架组件主要由3根长杆形锻件、3根短支杆、1件分度Y型块、3件起吊Y型块、3件左旋U型夹、3件右旋U型夹、6根销子和1件起吊吊耳等零件组装而成（图2），以上零部件都是锻件。IHP三角架组件的制造工艺流程为（图3）：零部件加工，部件组装组焊，组件试装配，部件载荷试验，组件载荷试验，零部件包装运输，现场装配。

2 IHP三角架组件制造的安全管理

IHP三脚架组件制造中涉及多道工序、多个工种、多类设备，参与人员数量多，多种安全风险交织，给安全管理工作带来了较大难度。为此，通过对IHP三角架组件制造活动中不同阶段的特点分析，并结合实际的安全管理，在此提出“望闻问切馈”的五字安全管理方法，为类似制造企业的安全管理工作提供参考（图4）。

2.1 望—熟悉了解产品，把握安全管理工作重点

在产品制造开始前期，安全管理人员一方面主动邀请产品技术管理人员对IHP三角架产品的相关知识进行培训宣贯，初步了解产品特点;另一方面安全管理人员充分发挥主观能动性，积极收集查阅产品的相关资料，加深对产品的认知，明确IHP三角架制造中安全管理工作的切入点和把控重点。三角架零部件的价值较高，原材料需单独定制供应周期长，零件的加工时间长，因此，三角架零部件的安全生产对整个产品的如期交货具有决定意义，这样一来三角架制造过程中的安全管理工作变得异常重要，因为既要保证零部件的制造安全，也要保证作业人员的生产安全。

三角架的零件最长达到了7米，最重的达到了500千克，组装高度约15米，装配时，需要车间的行车起吊配合，起吊高空作业，作业难度大，起重人员、指挥人员与装配人员需要精心协作，安全风险高。通过熟悉IHP三角架产品的相关知识，分析其制造工艺特点，开展工作危害分析，分解生产制造过程中每一步的工作步骤，利用“LSR分析法”识别每一步骤的安全风险，从而得知三脚架组件制造过程中，试装配环节及载荷试验环节的安全风险较其他制造环节要高，因此，试装配环节及载荷试验环节成为了IHP三角架生产制造安全管理的重点监控环节，安全管理人员及生产人员均需重视。

2.2 闻—介入技术准备，融合安全管理和技术管理

为了确保安全管理工作的针对性更强，安全管理人员从产品制造的前期就要介入，主动参加产品制造的技术交底会，多多了解产品制造的工艺流程。组织有类似工作经历的一线工人参与安全风险较大的工序安全技术交底文件的会审讨论，充分借鉴以往类似产品制造的工作经验以弥补新产品制造经验欠缺的不足。安全管理人员通过参加安全技术交底，在充分理解产品制造工艺的基础上，从安全管理的角度提出风险，多多听取大家的解决措施，并和大家一起充分讨论、集思广益，对可能出现的安全问题及其安全风险防范的措施进行优化完善，同时通过讨论也让生产制造人员对安全风险防范有着更加深入的理解，从而转化为制造活动中安全生产的自主性和自觉性。

学习培训是提升员工安全素质的重要途径，技术管理人员、安全管理人员、生产管理人员、班组作业人员全方位参与的安全技术交底会，实质也是一种学习培训会，与会人员充分参与其中，安全管理工作的参与度更高，也更能激发大家的主观能动性，化被动安全为主动安全即要我安全转变为我要安全，取得的效果更好。安全技术交底会是技术措施、安全管理方法、制造工艺、工作经验的深度交流的一种重要形式，通过介入技术交底，可以实现技术管理、生产管理和安全管理的有机融合，将安全管理工作及时切入进产品制造前期，从而确保安全管理工作的实效性。

2.3 问-参与关键阶段，明确安全管理具体问题

在三角架试装配和载荷试验的重点监控阶段，安全管理人员更要积极并高频率地参加生产车间作业班组的班前班后会，因为班前班后会不仅是企业管理工作的重要基础环节，也是确保安全高效完成各项工作的重要前提和保障，而且也是安全管理人员对班组作业进行安全监督的重要环节和极佳抓手。班前会是班组长分配生产任务、实施生产计划的主要途径。班前会是开工会、是动员会，也是安全风险提醒会，在班前会上，班组长根据生产计划，以及当班的计划要求，结合车间工作环境、设备状况，组织安排好班组生产操作等注意事项，做好生產工艺难点及的分析、落实好生产过程中的安全责任。通过短暂的班前会议，使每一个员工结合上个班的生产情况，知道接班后应如何操作，应注意什么，以及怎样在原有的基础上提高效率，从而保证当班中顺利生产、安全生产、高效生产。班后会则是总结一天的工作经验、教训，安全管理人员与生产人员充分交流，多多询问生产现场出现的制造、安全等新问题，通过集中分析并确定针对性的措施去解决，这样就为下一步的生产工作奠定了基础，同时也积累了工作经验，使班组全体成员的技能水平都得到了提高、安全意识得到了提升。班后会是总结会，班组长总结讲评本班组在当班中工作任务和安全等方面的完成情况、落实情况，对做得好的组台及个人进行表扬和鼓励，对出现的违章作业等不到位地方进行检讨、分析，甚至可以对第二天的班组工作、人员安排提出改进建议。因此，安全管理人员主动参加作业班组的班前班后会，可及时了解当班的作业内容，对出现的安全问题在班后会上及时指出，大幅消除安全隐患，确保安全风险得到及时整改。

2.4 切-深入现场，及时发现安全隐患并采取纠正措施

在班组作业现场，安全管理人员相对于班组作业人员，属于监督者和旁观者，对现场人的不安全行为和物的不安全状态相较于作业者有着更为清醒的认识，对安全隐患有着更为敏锐的察觉，因此，在三角架组件的制造阶段，安全管理人员应深入现场，始终坚持三现原则，及时发现安全隐患并采取纠正措施，最大程度降低安全风险。

在产品制造安全管理过程中，以“现场为中心”是安全管理人员必须树立的现场观念，而坚持“三现主义”是贯彻“现场为中心”最好的方式，可以保持对现场最密切的接触和了解。 “三现主义”即“现场、现物、现处理”，当问题（异常）发生时，安全管理人员要快速到达现场;检查确认现物（有关的物件）;认真探究，并当场采取处置措施[2]。现场是所有真实资料的第一来源，安全管理人员应该到现场去探查所取得的信息，而不能依赖于他人提供的资料报告。当安全管理人员在现场时，甚至用不着看文字资料，因为所看到的、所察觉到的，就是原始的第一手资料。安全管理人员可以借鉴交通警察执法终端的运用手段和方法思路，运用至安全生产隐患排查APP上，创建可视化的现场管理系统，通过“现场拍照——下拉勾选——自动上传至内网办公平台——自动发布隐患整改通知——现场拍照（整改方）——验证审核——自动关闭”等预期功能，实现移动检查和隐患整改，即管理人员只要一走入现场，一眼即可看出问题的所在，而且可以在当时、当场下达整改指令。“现物”是现场管理的对象一一人、机、料、法、环。一旦有问题或异常的状况时，安全管理人员应该第一时间赶到现场，仔细观察检查现物，多问几个为什么，应用一般安全管理知识的低成本方式就能够确认出问题的原因。安全管理人员的工作之一，应当是要经常保持注视变动运行的现场，而且依据现场和现物的原则来认定问题。“现处理”就是对于问题的解决处置要迅速，当场采取对策措施。当你停留在现场，观察现物，找到问题的真正原因，当场审查间题，许多与现场有关的问题，都可以即时地当场发现、当场解决。在IHP三角架组件的零部件加工、组焊非关键阶段，安全风险相对较小，可以采取抽查的安全监督方式。在IHP三角架组件试装配和载荷试验的关键阶段，有行车操作人员、起重指挥人员、试验台架操作人员、产品装配人员的交叉作业以及质量、技术、安全、生产管理人员的交叉活动，有行车的移动、试验台架操作平台的移动、三脚架组件的移动等设备设施的动作，各种作业要素在作业现场交织，安全风险大幅增加。针对这种安全风险大的情况，安全管理人员应在整个三角架组件试装配和载荷试验阶段采取现场旁站的方式，在作业现场实施安全监督，确保安全生产，降低安全风险。

AP1000 IHP三角架组件连接器部件试验荷载约为825万N（F1=8.247 X106N）;三脚架组件作为一个整体进行荷载试验，在部件下部每一个起升拉杆的销孔位置施加约250万N向下的试验荷载（F2=2.27X106N、F3=2.65X106N、F4=2.65 X106N），在上部的吊钩连接块销孔位置施加约700万N（FL）向上的试验荷载;三根起升拉杆需要分别进行荷载试验，试验荷载大小约为250万N（FT），起升拉杆高度8186mm，三角架平面内最大直径尺寸3500mm（图5）。试验载荷很大，安全风险很高，为确保IHP三角架组件载荷试验阶段的安全，除了从安全管理上采取旁站监督的方式，还需从力学角度上进行载荷试验分析。针对AP1000 IHP三角架提升装置载荷试验的要求及结构尺寸特点，同时考虑CAP1400IHP的应用，设计了大吨位、多吊点、多功能的门式载荷试验装置（如图6）所示。试验工装内部净空间5000mm宽，12000mm高;试验工装由顶梁、立柱、底座、液压加载系统形成封闭加载系统，底座主吊耳、AP1000 IHP三角架吊耳、CAP1400IHP三角架吊耳集成于底座上，既可以满足常规试验件的载荷拉伸试验，又可以满足AP1000、CAP1400IHP提升装置三角架的载荷试验要求。工装底座主体结构由横向H型钢组合梁和纵向H型钢组合梁组焊而成，三个（5）号吊耳点位置为CAP1400的IHP三角架载荷试验吊耳点，位于横向组合梁上，三个（4）号吊耳点位置为AP1000的IHP三角架载荷试验吊耳点，位于横向组合梁与纵向组合梁交叉的位置。底座长7390mm，宽5000mm，高度1500mm。底座主梁材质Q420 B，其他部分材质Q345 B材质。

运用INVENTOR三维建模软件反复建模，ANSYS有限元分析软件对工装底座主梁受力进行有限元分析。根据预估CAP1400 IHP三角架提升装置连接器的载荷试验要求：最大试验载荷1.23 X107N，按照《建筑结构载荷规范》规定计算荷载标准值为SQ=1.332X107N[3]，荷载组合设计值为S=1.847X107N[3]，分别作为设计输入值加载到底座主吊耳上，计算底座主梁的变形及应力变化。边界条件：约束底座两边与柱脚相连结处。有限元分析结果如图7所示：局部点应力值达到300MPa-325MPa，满足Q420 B设计强度值325MPa[4];变形最大值4.968mm小于变形设计值5.89mm。所以此主梁结构满足CAP1400 IHP三角架载荷试验受力及变形的设计值要求，同样满足AP1000IHP三角架载荷试验设计要求，本工装结构安全。

运用INVENTOR三维建模软件反复建模，ANSYS有限元分析软件对工装底座吊耳受力进行有限元分析。载荷条件取AP1000IHP载荷力F3=2.65X106N、F4=2.65X106N，按照《建筑结构载荷规范》规定荷载组合设计值为SY=3.981X106N[3]，作为设计输入值加载到AP1000底座吊耳上。取出吊耳结构部分进行有限元受力分析;边界条件：按照实际状态进行等效边界约束。有限元分析结果如图8所示：局部点应力值达到200MPa-250MPa，满足Q345B设计强度265MPa[4];变形最大值0.992mm小于变形设计值5mm。所以此吊耳结构满足载荷试验的受力及变形的设计值要求，本工装结构安全。

2.5 馈-经验反馈，提升安全管理措施的准确性和适应性

经验反馈，是对生产制造安全管理过程产生的经验教训进行收集、分析、改进和应用，以提升安全管理措施的准确性和适用性，进而避免同类安全风险事件重复发生的闭环管理过程，以及对生产制造安全管理活动中的良好实践及经验总结进行收集和应用的过程[5]。经验反馈的有效开展，可以确保生产制造过程得以安全、可靠、有序的进行。

通过安全风险信息收集、筛选，进而对安全事件进行分析、制定纠正措施，根据实际安全管理实施情况对措施异常状态进行分析，开展经验反馈存储、培训、交流及推广等过程，建立清晰明了的安全经验反馈管理流程（图9），便于在安全管理经验反馈中进行有效的实施，从而确保安全管理经验反馈的成果及时有效的利用起来，保障安全管理经验反馈的效果，继而整体提升生产制造过程中安全管理的水平。

3 结语

制造的安全管理不是一个单独存在（下转第239页）（上接第269页）的孤岛，它与技术管理、质量控制、工艺特点等息息相关，它是一项多因素、多环节、动态复杂的系统工程，同时也是制造企业生产管理的重要内容。安全管理工作是各项工作开展的首要前提，不论是企业负责人、企业其他领导干部还是企业普通员工均需对安全管理工作保持高度的警惕性和自觉性。本文以IHP三角架制造中的安全管理工作为基础，提出了一种“望闻问切馈”的五字安全管理方法，它对制造企业的安全管理工作和安全管理文化的建设具有一定的指导意义。

【参考文献】

[1]林诚格，郁组盛.非能动安全先进核电厂AP1000[M].北京：原子能出版社，2008.

[2]建筑结构荷载规范[S].GB 50009-2001.

[3]钢结构规范[S].GB 50017-2003.

[4]劉承元.管理的三现主义[J].企业管理，2008，1：78-79.

[5]赵栋，景晓冬.工程经验反馈推荐系统在核电设备设计中的应用研究[J].制造业自动化，2017，10：123-127.