一、前言
根据《HAF003核电厂质量保证安全规定》的不符合项（NCR）控制要求，核电厂要审查不符合项的根本原因分析结果及其处置意见，所以核电厂至少需要形成一套关于设备NCR的系统性分析和评估的有效分析工具。国外某些公司曾多次将安全屏障模型用来评估核电厂设备重要NCR，但国内核电厂极少将安全屏障模型应用于NCR评估。本文构建完成一个适用于设备不符合项评估的屏障模型，为核电厂设备NCR评估工作提供一种有效实用的分析工具。
二、应用于设备不符合项评估的屏障模型的构建
2.1 安全屏障模型介绍
安全屏障模型[1]是目前风险评估和安全管理领域一种有效的防止、控制和减轻事故的方法，尤其是在人因失效事件分析方面有着较多的应用。如图1所示，安全屏障模型是由安全屏障集组成，每一个安全屏障集都包括若干层不同的安全屏障元件。由于受到环境、操作、技术、组织管理等因素的影响，安全屏障元件上存在漏洞或缺陷会使安全屏障的功能降级或受损。如果不及时采取有效措施来修补漏洞，则该屏障元件失效。随着一个“作业”沿时间轴往前移动，当每一个安全屏障集里的每一层安全屏障元件漏洞排列成一条直线，那么事故就发生了。
图1. 安全屏障模型图
2.2 初步构建适用于设备不符合项评估的屏障模型
借鉴如图1所示的安全屏障模型理论，可以认为：屏障模型应用于设备NCR评估的过程应该是一个图形演绎超标缺陷的产生、屏障元件的作用及其失效后果的分析过程。所以可初步整理出六个步骤：
第一，辨识不符合项，寻找工作目标；第二，整理事件时间表；第三，构建屏障集和屏障元件，绘制屏障模型；第四，分析屏障是否失效；第五，评估失效的屏障属于直接起因、贡献因子或根本原因；第六，评估处置意见的可行性。
关于上述第三步骤，需要将相关的人为因素和技术因素都纳入到模型中，则一个适用于设备NCR评估的屏障模型可初步绘制如图2所示：
图2. 设备NCR评估用的屏障模型图
2.3 屏障模型理论的实例测试
三门核电蒸汽发生器（SG）水室封头出口管嘴直接与主泵（RCP）泵壳吸入管嘴在工厂完成焊接，形成SG-to-RCP焊接接头，但在超声波检测（UT）时，发现了4处超标UT显示[2]。制造厂提交了NCR报告：可能是熔敷金属里存在未被彻底清除的氧化镍薄膜，导致了“不满足UT检测规程的验收标准”，但建议“原样照用”，主要理由：①当前使用的2版规程UT检测灵敏度过高。②依据升版后的3版规程再次完成UT检测，结果合格。
下面就按2.2节的屏障模型的六个步骤展开分析：
第一，首先辨识NCR，寻找工作目标。依据NCR“原样照用”的理由，找到工作目标：2版和3版规程关于UT检测灵敏度是否存在差异？哪个版本的UT规程更合理？
第二，整理出事件时间表，详见表1所示：
表1. SG-to-RCP焊接接头NCR的事件时间表
第三，构建屏障集和屏障元件，绘制屏障模型。给UT检测灵敏度相关因素（试块标定孔、探头、扫查方向等）建立屏障模型，如图3所示：
图3. SG-to-RCP焊接接头NCR评估的屏障模型图
第四，分析屏障作用是否失效。根据工作目标，直接分析“法”的屏障是否有效，即：专项分析图3中的UT检测灵敏度。2版和3版UT检测规程的检测灵敏度及其检测结果见表2，选取小45°UT探头从SG-to-RCP焊接接头内侧扫查的数据为例：
表2. 第2版和3版规程的UT检测灵敏度及检测结果
注：DAC指距离—波幅曲线。
综合上述表2、图4a 与图4b可见：当以不同深度标定孔来设置检测灵敏度时，缺陷回波幅值几乎不变，但UT检测灵敏度发生了变化，即缺陷回波幅值与2版DAC曲线、3版DAC曲线的比例关系发生变化。所以2版和3版规程的UT检测灵敏度的确存在差异。2版UT检测规程的检测灵敏度设置方法是产生4处超标UT显示NCR的“失效屏障元件”。
第五，评估每个失效屏障的起因作用和后果。根据NCR描述：“可能是熔敷金属里存在未被彻底清除的氧化镍薄膜”，可见：根本原因是SG-to-RCP焊接接头里的微小材料缺陷；直接起因是2版UT检测规程的检测灵敏度设置方法；贡献因子是设计方批准了2版UT检测规程。
第六，评估处置意见的可行性。经上述评估，确认了2版和3版规程之间的检测灵敏度差异，明确了NCR的直接起因、贡献因子和根本原因，却还无法评价第几版UT检测规程更合理，所以在批准或拒绝“原样照用”的处置意见之前，还需要组织更详细的现场复查工作。
测试小结：基于图3屏障模型的NCR评估过程及其结论，可得到该NCR后续评估的方向，即通过UT复查来判断2版还是3版UT检测规程更合理。
2.4 构建适用于设备不符合项评估的屏障模型
通过上述典型NCR案例的测试，可见屏障模型的应用有利于系统性地开展NCR根本原因分析和处置意见评估工作。综上，可将2.2节中的六个应用步骤完善成为一个直观、形象、系统的通用屏障模型图来图形演绎NCR产生、屏障元件作用及其失效后果的分析过程，如图5所示：
图5. 设备NCR评估用的屏障模型图
应用图5的关键在于：根据工作目标的需要，沿着时间轴全面梳理各相关事件，从不同的影响因素展开对各屏障的系统性分析，逐项评估并找出NCR的根本原因、直接起因、贡献因子，为最终判断NCR处置意见的可行性提供有说服力的依据。
三、结论
本文所构建的屏障模型如图5所示，为国内核电厂设备NCR评估活动提供一个实用的分析工具。通过该屏障模型的图形演绎和分析过程，容易找到NCR的根本原因、直接起因和贡献因子，从而降低NCR处理失误的风险。
参考文献
[1] 武胜男，基于安全屏障模型的海上钻完井作业风险分析，北京：中国安全科学学报，2012:93-100
[2] 毛昌森，AP1000蒸汽发生器与主泵泵壳焊接接头无损检测问题分析[J].核动力工程，2013 Vol.34 No.6：143-147.
作者简介：毛昌森（1981年1月-），男，浙江衢州，高级工程师，硕士，研究方向：核电厂材料
