Korpus zaworu jądrowego: czego faktycznie wymaga NQA-1 od zakładu CNC i jak przygotować się do audytu

Obróbka korpusu zaworu jądrowego to najtrudniejszy próg wejścia w branży CNC: kupujący oczekuje zapewnienia jakości wg NQA-1, regulator oczekuje kontroli materiałowych i spawalniczych wg ASME Section III, a zakład obróbczy musi utrzymywać 10-letni ślad identyfikowalności dla każdego detalu. Większość zakładów CNC nie przechodzi audytu nie dlatego, że nie potrafi obrabiać Inconelu 625, lecz dlatego, że nie ma wdrożonego systemu jakości klasy jądrowej. Ta strona omawia, czego faktycznie wymaga NQA-1, w których miejscach koncentrują się punkty bólu audytu i co musi dodać zakład posiadający ISO 9001, aby się zakwalifikować.

Scenariusz audytu — europejski producent OEM jądrowy przychodzi do zakładu

Europejski producent OEM jądrowy klasy Tier-1 wysyła zespół rozwoju dostawców, aby przeprowadzić audyt zakładu CNC w sprawie kontraktu na korpusy zaworów jądrowych. Rysunek określa Inconel 625 wg ASME SB-564, z certyfikacją materiału do Section III, Class 1 (najwyższa klasa bezpieczeństwa). Kwestionariusz samooceny kupującego z 4 tygodnie wcześniej został wypełniony i przesłany. Dzień audytu zaczyna się o 8:00 od 90-minutowego przeglądu dokumentacji, następnie 3-godzinnego objazdu hali, a potem spotkania zamykającego. Wzorzec jest spójny w całej branży:

• 90% audytowanych zakładów nie przechodzi pierwszego dnia — nie dlatego, że maszyny nie utrzymują tolerancji, lecz dlatego, że SZJ, kwalifikacje procedur spawalniczych oraz dokumentacja identyfikowalności materiału nie są gotowe na audyt wg Section III.
• Najczęstszą pojedynczą przyczyną niezdania audytu jest brakujący lub nieaktualnyPodręcznik Nuclear Quality Assurance (NQA)powiązany z podręcznikiem ISO 9001 zakładu — audytor prosi o podręcznik NQA, zakład podaje podręcznik ISO, i audyt jest faktycznie zakończony.
• Drugą najczęstszą przyczyną niezdania jest spawanie: zakład posiada specyfikację procedury spawania (WPS) dla spawania konstrukcyjnego, które wykonuje obecnie, ale nie ma WPS kwalifikowanego wg ASME Section IX dla spoin Inconelu 625 wymaganej przy zleceniu jądrowym.
• Trzecią jest identyfikowalność: zakład śledzi materiał po numerze wytopu oraz MTC, ale nie jest w stanie przedstawić zobowiązania do 10-letniego przechowywania dokumentacji konkretnej dla zlecenia jądrowego, ponieważ jego ogólna polityka retencji dokumentacji wynosi 5 lat.

To jest luka między „potrafimy obrabiać Inconel 625” a „potrafimy dostarczać Inconel 625 do specyfikacji korpusu zaworu jądrowego.” Zdolność techniczna jest biletem wstępu; SZJ, kwalifikacja spawalnicza i zobowiązanie do identyfikowalności decydują o tym, czy faktycznie dostaniecie zlecenie.

NQA-1 a ISO 9001 — co faktycznie trzeba dodać

NQA-1 (ASME NQA-1,Quality Assurance Requirements for Nuclear Facility Applications (oficjalny tytuł normy, pozostawiony w oryginale)) jest zbudowany na fundamencie ISO 9001. Nie zastępuje ISO 9001; nakłada dodatkowe wymagania ponad niego. Różnice, które dotykają zakład posiadający ISO 9001, próbujący zakwalifikować się do prac jądrowych:

10-letni okres przechowywania to pojedyncze wymaganie, które dyskwalifikuje większość małych zakładów CNC: ich ogólna retencja dokumentów wynosi 5–7 lat (standardowa praktyka księgowa), a przejście na 10 lat dla zleceń jądrowych wymaga albo odrębnej polityki retencji dla dokumentacji jądrowej, albo zmiany polityki całego zakładu. Oba warianty są wykonalne; żaden nie jest darmowy.

Certyfikacja materiałowa ASME Section III — Inconel 625 od wytopu do gotowego korpusu zaworu

Komponenty ASME Section III Class 1 wymagają ciągłego łańcucha certyfikacji materiałowej od źródła wytopu do gotowej części. Każdy podmiot w łańcuchu wystawia certyfikat, a każdy certyfikat musi być identyfikowalny z następnym w łańcuchu.

Kupujący nie oczekuje, że zakład CNC będzie posiadaczem N-stamp. Posiadacz N-stamp kupującego przyjmuje C of C zakładu CNC i wykorzystuje go jako jedno z wejść do finalnej certyfikacji NB-8000. Ale C of C zakładu CNC musi być zgodny z Section III: numer wytopu, identyfikowalność MTR, raport weryfikacji PMI, raport wymiarowy oraz wszelkie zapisy spawalnicze, jeśli wykonywano naprawy spawalnicze.

Czego audytor szuka na hali:

• Materiał przechowywany po numerze wytopu, z MTR fizycznie dołączonym do pręta/wlewka
• Odpadki i resztki materiałowe zwracane do magazynu z zachowanym identyfikowalnym numerem wytopu
• Pistolet PMI (Positive Material Identification) używany przy przyjęciu dla każdej partii wytopu, z odczytem zalogowanym wobec numeru wytopu
• Każda naprawa spawalnicza wykonana w zakładzie jest wykonywana przez spawacza z aktualną kwalifikacją Section IX dla procesu Inconel 625, a użyty WPS jest odnotowany w dokumentacji części

Kwalifikacja procedury spawania — gdzie większość zakładów z ISO 9001 się zatrzymuje

Jeśli zakład CNC wykonuje jakąkolwiek naprawę spawalniczą korpusów zaworów z Inconelu 625 (a prawie wszystkie to robią — porowatość lub drobne wady są normalne w pierwszym przejściu zgrubnym), spawacz i WPS muszą być kwalifikowani wg ASME Section IX. To jest pojedyncza najczęstsza przyczyna, dla której zakład z ISO 9001 nie przechodzi audytu jądrowego.

Zakład, który obecnie spawa stal konstrukcyjną dla klientów przemysłowych, w prawie wszystkich przypadkach nie ma spawacza kwalifikowanego wg Section IX dla Inconelu 625. Kwalifikacja spawacza na Inconelu 625 to proces trwający 4–6 tygodni (spawanie płyty próbnej, wykonanie badań mechanicznych, udokumentowanie PQR), a spawacz musi się rekwalifikować co 6 miesięcy. To nie jest naprawa na 2 tygodnie.

Dedykacja klasy komercyjnej — ukryta pułapka dla podzespołów niższego rzędu

Dedykacja klasy komercyjnej to proces NQA-1 umożliwiający użycie wyrobu komercyjnego (standardowego osprzętu katalogowego) w funkcji związanej z bezpieczeństwem. Jeśli zakład CNC używa komercyjnych frezów trzpieniowych, wierteł, płytek wzorcowych lub wzorców kalibracyjnych przy zleceniu jądrowym, każdy z tych elementów musi być zdedykowany.

Co faktycznie wymaga „dedykacja”:

1. Zidentyfikować cechy krytyczne wyrobu komercyjnego (np. dla frezu trzpieniowego: tolerancja geometrii i gatunek materiału)
2. Zweryfikować cechy krytyczne poprzez inspekcję, testy lub nadzór dostawcy
3. Udokumentować dedykację w raporcie dedykacji, podpisanym przez Kierownika Jakości
4. Przechowywać raport dedykacji przez 10 lat razem z dokumentacją części

Dla zakładu z ISO 9001 najbardziej bolesna jest 10-letnia retencja plus dedykacja per pozycja. Jeśli zlecenie korpusu zaworu jądrowego używa 30 różnych frezów, wierteł i sprawdzianów, to oznacza 30 raportów dedykacji na zlecenie. To biurokracja, ale nie podlega negocjacji.

Dzień audytu — czego się spodziewać i jak zdać

Typowy audyt dostawcy jądrowego trwa 6–8 godzin. Znajomość struktury pomaga zakładowi się przygotować.

Pięć rzeczy, które powodują natychmiastowe niezdanie audytu jądrowego:

1. Kierownik Jakości nie jest obecny na spotkaniu otwierającym — audytor interpretuje to jako „SZJ nie jest priorytetem.”
2. Podręcznik NQA jest identyczny z podręcznikiem ISO ze stemplem „NQA-1” na okładce — audytor znajdzie luki w ciągu 20 minut.
3. Etykieta wzorcowania na przyrządzie krytycznym jest przeterminowana — jedna przeterminowana etykieta dyskwalifikuje wszystkie pomiary wykonane tym przyrządem w okresie między datami.
4. Na hali znaleziono materiał nieznanego pochodzenia — jakikolwiek materiał niezidentyfikowany uruchamia NCR dla całej partii, w której się znajdował.
5. Spawacz nie jest w stanie okazać aktualnej kwalifikacji dla WPS użytego na części — część jest dysponowana jako podejrzana i audyt się kończy.

Od ISO 9001 do kwalifikacji jądrowej — realistyczny harmonogram

Dla zakładu CNC, który obecnie pracuje wg ISO 9001 i chce uzyskać kwalifikację do obróbki korpusów zaworów jądrowych, realistyczny harmonogram to 9–14 miesięcy. Szybciej jest możliwe, ale tworzy ryzyko audytowe.

Łącznie: 9–14 miesięcy od startu projektu do pierwszego zlecenia produkcyjnego jądrowego. Dlatego obróbka korpusów zaworów jądrowych jest skoncentrowana w stosunkowo niewielkiej liczbie zakładów na świecie — barierą jest inwestycja w SZJ, a nie zdolność obróbkowa. Zakład, który traktuje kwalifikację jądrową jako projekt 12-miesięczny, dotrze zakwalifikowany; zakład, który traktuje ją jako projekt 3-miesięczny, dotrze niekwalifikowany i zmarnuje szansę audytową.