【摘 要】本文通过对锆合金管材外表面常出现的点坑和划伤缺陷，采用故障树的方法对操作人员、生产设备、生产过程控制和工艺参数等方面分析了产生该问题的原因，提出了改进措施建议。为锆合金管材生产过程质量控制及持续改进提供了一定的管理经验。
【关键词】锆合金管材；外表面缺陷；故障树；质量控制；持续改进
Analysis and control measures for the fold defect on inner surface of Zirconium alloy pipe
Dou Lijuan Dang Hui Xu Cheng Lu Hui
（State Nuclear Bao Ti Zirconium Industry Company， Baoji 721013， China）
【Abstract】In this paper， the fold defect were analyzed on the surface of Zirconium alloy. Concluded the reason， there are some treatment measures for the production of Zirconium Tube.It is a high reliability， and can also be used for the quality management experience of production of Zirconium Tube.I
【Key words】Zirconium alloy tubing；The inner surface. Fold defects； The reason analysis； Improv -ement measures
0 前言
锆合金材料不仅具有热中子吸收截面小、室温下具有优异的加工性能，还有在高温高压的蒸气水中具有良好的抗腐蚀性和机械性能，所以在核电站的反应堆燃料包壳管及结构材料中存在应用广阔的需求前景[1]。锆合金管材的变形主要靠周期式轧制完成，并通过后续的酸洗和抛光来消除管材内外表面的缺陷。然而在成品检验过程中，部分管材表面存在点坑或者划伤类缺陷，严重的影响锆合金管材生产的成品率和质量。存在划伤和点坑的管材在后续的预膜腐蚀过程中，生成的氧化膜与周围正常基体的氧化膜不一致，影响反应堆的正常运行。现采用故障树的方法进行原因分析，并提出改进措施，为锆合金管材生产过程质量控制提供了一个管理经验。
1 缺陷类型
选用Zr-4合金管材进行实验，其化学成分（质量分数/%）为：基体为Zr，0.16～0.25%Fe，0.05～0.17%Cr，1.3～1.9%Sn，其余为杂质元素。由于管材表面划伤缺陷较为明显，采用光学低倍显微镜对管材外表面划伤进行拍照。由于管材点坑缺陷无法用光学低倍显微镜进行拍照，采用S-3400扫描电镜（含能谱分析功能）对超标信号区域的管坯内壁进行观察。
图1为管材外观检验检出的划伤形貌。图1（a）为片状片状点坑形貌，存在于管材局部区域，类似于不规则的片状形貌。图1（b）为线状划伤形貌，该缺陷存在于整支管材外表面，类似于线状形貌。图2为外观检验管材检出点坑状形貌。图2（a）细小点坑形貌，该缺陷较为细小，缺陷深度较浅。图2（b）为片状点坑形貌，该缺陷为也为不规则形貌，具有一定的深度。
（a）片状划伤 （b）线状划伤
2 形成原因
故障树分析法（FTA）是从待分析的特定事故或者故障（顶事件）开始，层层分析其发展的原因，直至找出造成事故的底事件。通过数据统计、现场检查或者实验论证验证底事件的分析结果，最终确定出造成故障的原因[3]。
本文的顶事件为“锆合金管材外表面划伤和点坑缺陷”。 通过锆合金管材人员、设备、生产过程控制和工艺参数建立故障原因分析树，如图3所示。经过对锆合金管材人员、设备、生产过程控制和工艺参数进行检查，最终认为乳液中含有杂质，管材在使用这些含有杂质的乳液时候可能会产生片状点坑。抛光砂带中的沙粒打磨不平整，管材抛光后表面可能造成细小的点坑、片状划伤和线状划伤。
3 改进措施
按照确定的上述确定的原因，现针对锆合金管材外表面划伤和点坑缺陷提出改进措施，内容如下：
a）在乳液槽中增加密封装置或者过滤装置，清除乳液中的杂质。
b）管材抛光前对砂带进行打磨，确保打磨后的砂带平整。
c）管材抛光前先对管材进行试抛，抛光后对管材进行表面检查，确保管材表面满足要求后方可进行批量生产。
4 结束语
锆合金包壳管外表面缺陷划伤和点坑缺陷是一直困扰锆合金管材生产的瓶颈，按照提出整改措施对锆合金管材生产过程进行整改后，其点坑和划伤缺陷明显得到了改善。证明了提出的整改措施有效，在全公司内进行经验反馈和交流，进一步提升公司核安全文化理念和核質保意识。
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[责任编辑：张涛]