福州腮红价格联盟

原因追溯22年的225人遇难航空事故引发的核电本质安全的思考

核电焊接工程师2018-01-11 21:48:40

一、大空难

20025月,中国台湾中华航空一架编号611的波音747-209B型客机,在飞往香港的途中坠毁在澎湖外海。机上19名机组成员和206乘客罹难。

这起空难发生很突然,出事前飞行员与地面塔台的联络一切正常,机长是资深驾驶员,飞行记录非常良好,在完全没有任何求救或反应的状况下就出了大事故。

可以确定的是,雷达记录显示飞机是先分裂成四大块结构,在空中解体(见网络图一),然后才落入海中。因为飞机的油箱并没有爆炸,排除恐怖袭击、导弹误射、陨石击中的可能性。

图一大事故飞机解体

后来,波音的鉴识专家从打捞上来的飞机残骸中一片一块仔细搜寻,发现一块机尾蒙皮有修补过的痕迹,并且有浓烈的燃料味,边缘有黄渍,蒙皮有严重金属疲劳的迹象。然后追查以前的维修记录,整个事件真相大白。

事情要从22年前说起,198027日,这架客机在香港启德机场降落时,飞行员操作失误,机尾擦到地面,蒙皮受损。根据波音的维修准则,发生这样的擦撞,应该把整块蒙皮换掉。

因华航维修人员怕麻烦,没有采取整块更换的方式,而是加上一片外皮,像补丁一样,再喷上漆,蒙混过去,接着再做假的维修记录。后来每次检修,检修的人也马虎过关,继续做假记录,没有人提出疑问,也没有人检修。

蒙皮边缘上的黄渍又引起了专家的注意。因为当时的客机没有全面禁烟,有些座位允许吸烟。烟会往有缝隙的地方飘,而机尾蒙皮有缝隙,所以烟造成的黄渍就经年累月留了下来。在高空如果有超过一点五米的裂缝,就会造成结构崩毁,而从残骸来看,这个裂缝长度达二点三米。

这架飞机就带着尾部的补丁,一直飞行二十二年后,金属疲劳造成机尾在空中突然断裂、脱落,飞机失去机尾,同时失压失控,象倒栽葱一样解体直落,坠入海中,造成大空难。

二、可追溯性

产品或服务的可追溯性是指通过已记载的标记或记录追踪某实体的历史、应用情况或场所的能力。各种机型的使用年限一般在25~30年之间,华航的维修记录向前追溯22年,说明管理体系是完善的。

在长达30年的期间内,服务期间的检修记录数据可查,就需要建立飞机档案,包括飞机制造出厂资料、备品备件清单、运行记录、维修记录等。为保证飞机的可追溯性,需要有相应的质量保证体系作为支撑,建立工作管理制度,档案资料管理制度和记录表格,对工作进行检查和监督。

三、文化特征

华航的飞机出了事故,并不代表华航的飞机一定会出事故,但出了事故,肯定是有原因的。若要分析原因,一定得看看华航的企业文化,给人直观的印象。

文化就是地区人类的生活要素形态的统称:即衣、冠、文、物、食、住、行等。通俗地讲“文化就是全体人员知道怎样做!”在企业内有企业文化。企业文化是企业在日常运行中所表现出的各方各面。企业文化以企业为本,是一种管理文化。在企业里,还有职工文化。职工文化以职工为本,是一种素质文化。

华航的职工文化是职工都是正确的。职工之间不相互检查,工序之间不交接检查,更不设置专项检查员,且质保监督重在管理、在工作流程上。

若华航的企业文化,用于核电建设,又将产生什么样的后果?

核电建设,有核安全文化。

SAFETYSERIES No.75-INSAG-4中核安全文化的定义是“The assembly of characteristics andattitudes in organizations and individuals which establishes that, as anoverriding priority, nuclear plant safety issues receive the attentionwarranted by their significance.

《核安全文化政策声明》中核安全文化是指各有关组织和个人以“安全第一”为根本方针,以维护公众健康和环境安全为最终目标,达成共识并付诸实践的价值观、行为准则和特性的总和。

 

四、核灾难

二战期间美国采用空中引爆的方式引爆原子弹,爆炸后的蘑菇云把污染物带到空中,常年的海风吹散大部分污染物到海洋(见网络图二)。

图二核弹放射性物质污染范围

1986年切尔诺贝利核电站第4号核反应堆在半烘烤实验中突然失火,引起爆炸,其辐射量相当于400颗美国投在日本的原子弹,事故中心方圆500km是重灾区(见网络图三)。红色区域为重度污染区(>1400Bq/m2),黄绿色区域为轻污染区(37-185Bq/m2),外围大面积浅黄色区域为未受污染区(正常值)。

图三切尔诺贝利核电站污染物飘落面

2011年日本福岛核电站因氢气爆炸,引发了核泄漏,核站方圆30Km是疏散区域,对周围地区的居民和生物造成了一定的生命威胁,附近区域内的水质被污染,部分污染水源流向了太平洋(见网络图四)。

图四福岛核电站污染太平洋

在核电站运行期间,核燃料衰变释放热量,通过蒸汽发生器产生蒸汽,推动汽轮机发电,输送零CO2排放的清洁能源。在核燃料棒外包壳破损等条件下,放射性裂变产物,如碘-131、铯-137、锶-90、钚-239等释放到环境中(见网络图五),最终在自然界食物链终结者——人类的体内聚集。

图五污染物传播途径

 

核素碘-131β衰变核素,发射β射线(99%)γ射线(1%),半衰期8.3天。该核素在自然界中不存在,是核电站事故的信号核素

核素铯-137,半衰期超过30年,可作为核电站事故的信号核素。

-90,半衰期29年,释放β射线。

-239,半衰期24100年,制造核武器的原料

 

五、发生大空难的原因分析

直接原因。机尾蒙皮长达2.3米的裂缝是大空难的直接原因。

主要原因有两个,第一是维修工违规返修,采用直接蒙皮代替整体更换;第二是后续维修工视而不见飞机蒙皮曾经维修的地方。

根本原因是华航质保体系不完善,贯彻不彻底是根本原因。

 

六、层层设防

飞机在起飞前例行检查。机务部人员在飞机机场暂时停留期间,重点检查易损部件,如起落架,和以前维修的部位,对飞机的飞行安全做个简单的评判,发现问题及时处理。

 

维修检查。维修后的飞机整体质量,不如新飞机。对维修质量的检查,相对严格些,可以设置交互检查、专项检查、机场内部检查、集团检查等检查方式。高空造成结构崩毁的裂缝长度经验数据1.5米,不可取。即使很细小的裂纹,在金属疲劳的状态下,可以瞬间长大撕裂。对于有裂纹的蒙皮,采取保守措施,还是整体更换的为佳。

 

维修工艺。维修工艺有临时措施和正式维修措施。在飞机蒙皮上外加一块皮,或许是成熟的维修经验(提示着对更换过蒙皮的飞机要全部检查维修部位),或许是维修技师的灵机一动。对飞机这类大型交通运输工具,即使是维修的临时措施,也应按程序有领导批准后执行,且有详细的后续整改措施。

 

执行工艺措施。飞机制造厂规定了各类可能维修的措施,航空公司需要严格遵守。

 

飞行员技术。飞机强度高、重量轻,是一项易损物品,鸟儿撞坏飞机的事故时常见报。飞机驾驶员有丰富的驾驶经验,熟悉相关机场的状况,以及飞机自身的质量、安全状态,避免飞机降落时和跑道碰撞的事故发生。

 

机场交流。航空公司和相关机场建立信息沟通渠道,相互了解,如机场天气、跑道状态,以及飞机型号、质量状态和飞行员的技能,提高相互的认知度。

 

质保监督和监查。航空公司建立完善的质保体系,加强质保监督和监查的力度,对工作流程与实体质量等根本原因上提出改进意见。

 

建立物项回收制度。串联管理模式变更为并联管理模式,协调工作量大些,但是全面性高些。物资管理部门在物项管理的基础上,具有物项监督的职能,即保证所发出的物项,使用在预定的飞机上,对于维修拆卸的材料,统一建账、回收处理。

 

建立奖励制度。“智者用经验避免流血”,其他飞机上是否有可借鉴的成功案例?直接蒙皮返修运行了二十二年,作为临时措施还是有一定的可靠性。从香港机场返航后,可以对维修工进行奖励,再正式整体更换维修。

 

提倡透明的企业文化。飞机是大众交通工具,在航空、火车、汽运和轮船等运输方式中,空难往往是灾难性、毁灭性的,社会影响大,不是个人所能处理、所能承担的,只有人尽其责,各担其职才能保障公众安全。

 

七、核电本质安全的思考

任何核电事故都是可以避免的,因为核电的本质是安全的,包括发生在日本福岛核电站核泄漏事故。福岛核电站核泄漏是自1986年乌克兰切尔克贝利核泄漏以来最严重的核灾难,也是可以避免的。2011412日,日本原子能安全保安院根据国际核事件分级表将福岛核事故定为最高级7级。

20113111346分,地震和海啸导致福岛核电站冷却系统失效,在反应堆衰变热作用下反应堆出现高温蒸发状态,燃料棒裸露在空气中后,燃料自身熔化,巨大的热量接着熔化核燃料包壳锆合金,熔化的锆合金与水蒸气反应生成氢气,在一定的条件下氢气聚集在反应堆厂房顶部发生氢爆。同时,熔毁的堆芯熔穿反应堆压力容器,核燃料散落到安全壳底部。

福岛核电站安全测试时,拟定的最高地震等级是7.9级,但是里氏9.0级地震发生后,反应堆按程序自动停堆,反应堆控制棒插入堆芯,只要堆芯衰变热正常导出,核电站就是安全状态。

直接原因是海啸的巨浪导致停电。福岛核电有四层供电安全防护。

第一层,群堆核电站机组电力协助。核电站在检修等特殊时期,采用邻近核电机组的电力供电。地震导致控制棒插入堆芯,反应堆自动停堆,第一层防护失效。

第二层,应急柴油发电机。在反应堆停堆期间,即使核电站外网没有电力,核电站厂房内的4台应急柴油发电机可以给核电站提供足够的电力。不幸的是,将柴油发电机厂房设置在地面以下,是一种常规的保护方式。海啸高达15米的巨浪,轻松越过5米高的海堤,厂区内10米深的海水将应急柴油发电机完全淹没。

第三层,场外电网。场外电网是核电站厂用电的最稳固的电源。地震期间,高达39.8米的海啸摧毁了福岛核电站附近的电塔和电网。第三层防护场外电网失效。

第四层,蓄电池组。蓄电池只能支撑8小时。8小时后,围绕反应堆的圆形水槽的电动阀门失电关闭,反应堆失去了最后的冷却方法。核电站最后一道防护失效。

紧急措施移动发电车。核电站应急电源接口,有的已经损坏或泡水,经过清洁和检查后,于12日凌晨移动发电车的交流电终于接通。但好几个小时过去后,反应堆回路内由于压力太高,冷却水根本无法注入。经多次泄压后,冷却水注入了堆芯,但反应堆厂房顶端聚集的大量氢气。氢爆发生,掀开了反应堆厂房的顶盖。

核反应堆控制棒插入堆芯后,链式反应停止,只要反应堆回路中的冷却剂持续冷却堆芯,核电站就是安全的。早在2008年日本地震调查研究促进会总部提出日本岩手县附近发生如1896年明治三陆冲的8.3级地震,福岛核电厂附近海域的海啸将达到惊人的15米。福岛核电站的老板东电公司认为没有可能发生,既没有加高海堤,也没有组织应急演练,更没有组织针对性专项检查整改,将预警信息束之高阁。福岛核电站若有预防措施,即使是在蓄电池工作的8小时内,移动发电车及时启动紧急电源,福岛事故将会得到有效控制。

核事故给世人提出了警醒,核电建设将更加严谨,而不是因噎废食,核电仍然是优质高效的清洁能源,对于改善全球气候变暖有巨大作用。

我国核电站的起源可追溯到现在重庆涪陵1966年批准的816工程自备电厂,而1991年并网发电的我国第一座核电站——秦山核电站安全运行至今,证明核电站的安全可靠性。

核电站的选址相当于风险投资,普选后能够获批的寥寥无几,核电站的建设投资额近千亿,而出口核电相当于出口一百万辆小汽车。若象福岛核电因海啸导致停电而出现氢爆、核泄漏,将对核电发展方向产生巨大影响。可能出现核泄漏的状态是核燃料鼓包、核电站厂用电和应急柴油发电机故障等极限条件同时出现,才有可能出现核泄漏,而核电建设人员的职责就是将能或间接导致核泄漏的可能性降低到零状态。

首批内陆核电江西彭泽核电厂址三通一平时已经考虑了长江三峡大坝溃坝的极限条件,即长江三峡溃坝时,滚滚长江水奔腾到厂址时的水面深度略低于厂址地平面,现在的厂址平面明显高出环境好几米(见网络图六)。

图六彭泽核电场平

在核电站建筑安装过程中,需要认真思考的几个方面:

倡导参建人员自豪感。核电站建安合同,是经过招投标后确定的,在市场经济条件,存在低价中标的可能性。在繁重的脑力劳动和体力劳动下,核电施工作业人员的感受是“起得比鸡早,睡得比狗晚,吃得比猪差,干得比驴多,挣得比民工少”,而工作技术含量高、责任重大,且同一核电现场,常规岛物项的价格约是核岛同类物项价格的十分之一,技术工人的工资却差别不大。核电建设方选择核电施工单位时往往选择有核电建设成功经验的单位,严格执行合同的经济条款,做到专款专用。参建单位提倡职工的责任感(从哪来)、使命感(到哪去)和核电建设者的自豪感。

 

作业过程层层把关。核电建设在民用项目的检验批验收的基础上,增加了质量计划(ITP)对工序进行划分,分级过程控制,做到“凡事有人负责,凡事有章可循,凡事有人监督,凡事有据可查”。质量计划上有施工单位的作业人员、检验人员,以及管理单位、监理单位、建设单位,甚至核行业监管部门等外部监管单位人员的记录。

 

技术标准唯一性。核行业是一项高新技术行业,虽然核电建设运行多年,却一直未停止国产化、技术研发的步伐。技术工人的师带徒、相关企业的培训模式,和高等院校毕业生的人才引进,让核电建设单位在继承优良传统的同时,不断补充获得新鲜血液。核电建设者的专业知识和工作经验,是企业的宝贵财富,每个有能力的核电建设者,在自己的领域有独到的见解。对同一项施工作业任务,目标只有一个,实现的途径却有多样性,若让每个核电建设者的小宇宙都爆发,工程管理将十分困难。这样就要求核电施工标准、管理标准、监理标准,建设单位的接收标准保持一致,将核电建设提高到从管理上要效益。

 

工程管理透明化。有个东北人“瞅啥”的故事。一个东北人看了另一个东北人一眼,“你瞅啥?”“瞅你咋地?”“来,你过来咱俩唠唠……”。若遇到这种情况,正确的回答是“好像在哪见过您”!豪爽的东北人会立刻对您高看一眼。施工单位人员在安全的条件下欢迎外部监管单位检查现场的施工安全措施、工程质量,且提供必要的检查条件。而外部监管单位人员在遵守保密原则的条件下,尊重施工单位的工作方式和习惯,采取书面通知施工单位关于本单位人员变动信息、办理受控区域的出入证,逐步获得施工单位的信任,达到保证工程施工安全,提高工程质量和进度的目标。

 

高度协作。在我国军队素有蓝军和红军的说法,两者是平时的对手,战时的队友。在训练场上,红蓝军模拟实战较量,触碰对方的短板,而战时,当有短板状况的出现时,是两军强强联合的挈机。核电建设的参建单位分为土建单位、安装(调试)单位、设计院、监理单位和建设单位。在市场经济条件下,土建拓展安装业务、安装拓展土建业务、核岛施工单位拓展常规岛业务、常规岛施工单位想进入核岛施工,设计院和监理单位相互依存,通过桌面竞争而来的合同落锤定音,在建设单位的管理下,各个参建单位相互协助,共同推进施工进度。

 

核电质量事故处理。核电无小事,在核电建安调试期间,工程质量问题暴露得越充分,核电站运行期间越安全。核电站根据质量事故的等级,确定核电检修的级别,一般是将事故状态稳定化处理后,核查历史资料,确定事故原因、责任单位和责任人员。核电的资料和记录完善,保存完整,可以概略为“核电资料的重量等同于核电站的自重”。资料管理体系为质量事故处理,提供了详实的证明材料。

 

事故追责。随着核电技术的发展,核电站服役期限从30年起,延长到40年,再延长到60年,核电资料保管年限也相应延长到60年。这就要求核电建设者承担60年的责任和义务,可谓核电责任终身制。核电事故处理期间,有当事人员访谈,包括参建人员、运行人员。这时,是体现核电建设人员自豪感的时候,回味奉献了青春献终生的朝五晚九诗与远方的生活,对自己职责的自信、对事业的忠诚!最后,建议将核电工程作为“对手”,有如子贡问道。“子贡问曰:什么是王道?曰:对手不乖,从他身上碾过去。子贡又问:那霸道呢?曰:乖,也碾过去。子贡还问:那儒道呢?曰:碾之前说一声。”