原來核四廠的錨定螺栓問題也很大! | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

原來核四廠的錨定螺栓問題也很大!

2012年05月03日
作者:方儉(綠色消費者基金會董事長)

4月25日原子能委員會對核二廠1號機錨定螺栓事故進行第3次審查會,會中台電數度提到斷裂的A2的螺栓、螺帽、墊片、螺孔的中心不在同一點上,造成螺栓長期「成長」出斷裂的原因。當時我在想,台電為何那麼肯定30多年前核二廠建廠的安裝不當問題。原來在7年前核四安裝反應爐壓力槽時,就發生了錨定螺栓(報告稱為「地錨栓」)安裝不良的問題,看來尚未運轉的核四果然很有問題,難怪前奇異公司顧問林宗堯一直喊著「核二、核三比核四更安全」。

週末在家上網,看一看原能會的視察報告,這裡面經常有一些出人意表的記錄,回溯起來特別有意思,24年前我寫核二廠,就是從一本「駐廠視察報告」開始的,其實原能會核管處裡的視察員還有些是很負責認真的,但是他們的報告都被長官束諸高閣,難得被重視,現在在網上公布,大眾也看不懂,很難有共鳴。

我查了一下核四建廠視察報告,果然在2005年6月24日的「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」(參考網頁:http://www.aec.gov.tw/upload/1125467610NRDLM9406-2.pdf)中藏著驚人的問題,原來核四在安裝這個最重要的「壓力容器」都是非常粗糙,從報告最後的工地照片看來,就是一個管理很糟的工地,亂七八糟,如果當年陳水扁把這個理由說清楚,停建核四可以講得理直氣壯,設下「停損點」,就不會引起那麼大的政治事件,因為任何一個不懂核電的人,也都看得出來核四工地一塌糊塗,而在報告中,很「客氣」的點了出來。如果「不客氣」的說實話,核四應打掉重建,可能還可行、安全、省錢一點

反應器壓力容器是核電廠的心臟,也是核電廠核電機組中最精密的部份,需要靠精良的設備、測量儀器、專業人員、完整的品質保證系統,以及乾淨的環境來完成這項「心臟工程」,但核四看來一項都沒有。

這份報告長達81頁,一般人很難一口氣看完,在這裡我幫大家解讀整理出內容大要,如有興趣,可以再深入閱讀,增加一點知識、常識。錨定螺栓部分(本報告中稱為「地錨螺栓」)

核四錨定螺栓細部圖(取材自原子能委員會「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」)

核四錨定螺栓細部圖(取材自原子能委員會「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」)錨定螺栓決定了反應爐是否「行得正、坐得穩」,所以核四有一圈120錨定螺栓(與核二不同,核二是內外兩圈各60根錨定螺栓),把數千噸的反應器固定在基座上。為了使每一根錨定螺栓受力均勻,在安裝時一定要對稱而且精密,而且安裝螺栓要有一定的程序,相對位置安裝,用的力也要適當,否則就像一雙不合腳的鞋子,無法走得好走得遠。

核四錨定螺栓安裝有模板、螺栓、墊片、螺孔、套管(Bush),都是正圓形,所以要保持成同心圓的狀態,才不會產生磨擦、碰撞的問題,所以需要很精密的測量、安裝。但是顯然核四的錨定螺栓也沒有栓也,因為它們的基本方法就不對,沒有按照原設計的規範來進行。原本是非常精密的光學測量儀器來確保安裝的,結果在定螺栓中心點,竟用「捲尺」測量,基本上精密度就不夠,怎麼可能測得準?但是台電就讓包商「硬幹」,最後是用「硬塞」的方式過關,過半數的「套管」是以「加工擴大誤差容許度後,地錨螺栓方能順利進入Pedestal Bracket Plate 上孔洞內」(引述自視察報告),真是匪疑所思。這種不符合規範的「怪招」在核四是見怪不怪,有人削足適履,核電廠竟是「加工擴大誤差容許度」把精密的套管「撐大」,才能把螺栓硬插入螺孔,完全沒有精密度可言。

四廠原本是精密測量定位,放進螺栓孔洞中的錨定螺栓,最後硬塞進去,成了這德性。(取材自原子能委員會「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」)

這也難怪核二出現錨定螺栓斷裂問題題,台電第一個就想到安裝問題造成,在這方面台電非常有經驗。這更顯示出台電的核能文化是「一錯再錯」,完全無法從過去的教訓中獲取經驗,現在核二廠也要因循苟且,把螺栓斷裂事故當成一根根螺栓的「個別因素」,其實這根本就是系統原因造成,台電管理失職責無旁貸。

在安裝螺栓的細節上,基座支撐托架表面應除去油漆、銹皮、髒污,而這部分敷衍了事,解決方式竟是發信電奇異公司詢問,奇異公司以電子郵件回覆「不違反原奇異規範要求」。奇異公司這種態度果然「奇異」,明明規範中寫的要求,可以輕鬆作廢,這種規範未免太輕率了,也令人質疑當初規範是如何寫的,後來又如何修改,這都不符合嚴謹的要求,反正奇異公司人員又不在現場,未來即使有事,責任也無法釐清,真是一場混仗。

這是核四廠錨定螺栓安裝後才發現底漆未除,難道要重來,就請奇異公司修改規範,馬馬虎虎過去算了。(取材自原子能委員會「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」)

測量系統夠瞎

在反應器壓力容器安裝好後,需要測定垂直,核四廠竟用一般的鋼尺測量,雖然號稱是「校驗合格」但是其「土法煉鋼」的態度,令人咂舌,在視察報告中寫著「RPV 爐體垂直度測量係利用鋼尺上之刻度,然而鋼尺最小刻度為0.5mm,而在爐心側鈑支撐平面中心點CB 之合格標準為0.6mm 以內,所幸此次測量結果相當明確,倘若測量值大於0.5mm,將可能產生爭議。」

這就是核電廠建廠時用的「尺」。(取材自原子能委員會「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」)

這顯示台電和原能會在基本機械的測量系統的概念,如果規範是0.6mm,那麼量具的精密度要在0.06以下(規範值的1/10),這才能分辨出加工是否符合規範,以0.5去分辨0.6是幾乎不可能分辨加工結果是否符合規範,從現場照片上顯示,鋼尺是用黑膠帶粘在木角上,木角不是量具,它的誤差是多少?這樣的量具怎麼能夠接受?

核四錨定螺栓是用「捲尺」測量中心點的,了不起的特異功能。(取材自原子能委員會「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」)

我過去在汽車工業工作,車身和底盤的銲接工作是非常重要的,必須精密吻合,才能夠緊密結合在一起,如果勉強湊在一起,經過行駛震動,車身的完整性就會出現問題,在安全上是不合格的。核電廠反應爐是動力的來源,所有核反應必須在反應器壓力槽內進行,其嚴密性、精密度都應該比汽車高得多,在先進的汽車廠都是以雷射定位重要部件,或是專用的量具,我從來沒有看過拿鋼尺去測量的,一方面鋼尺的精密度不夠,再加上人為操作的誤差,造成更大的測不準,測了也是白測,只是填了一些不精確也不正確的數字在報告上。

核四施工的包商還有用捲尺測量,這更是荒謬絕倫,台灣的土木、室內裝修工的粗糙施工態度被拿到核電廠中,真是令人扼腕,在一張錨定螺栓支撐托架孔洞中心點衝孔的照片上,看不到精密的定位量具、輔具、畫線,工人拿了一個鐵槌在衝孔,如何保證中心點的位置正確?除非這位工人有「特異功能」。

核四錨定螺栓的定位衝孔,就用最原始的工具徒手進行,實在看不到我們花了2700億到哪裡去了。(取材自原子能委員會「核四廠反應器壓力容器安裝視察報告」)

核四建廠中最重要的反應爐安裝作業,必須有精密的作業系統,這是在設計規範中一般不會寫的,因為那是必要的施工基本動作,而核四施工的現場都沒有看到,大家用目視,原始的量具在決定安裝過程和安裝後是否妥適,何來品質之言?沒有可靠的測量系統,就無法分辨過程與產品的好壞,等於是盲人瞎馬,從台電處理核二錨定螺栓事故的許多事項無法釐清,都是和測量系統有關,例如測震儀到底可不可信?到現在也還沒有一個清楚的說法,那麼就不可能找出問題的肇因從何處開始。

在測量系統的建立上,必須考慮到測量儀器與多位使用者的重覆性、再現性,以及儀器本身的線性、偏倚、穩度性,簡稱為測量系統「五性」,以確保測量系統為可信,同時也要考慮到測量系統、受測物與規範值的精密度與分辨率,這些都是一個工廠測量系統最基本的要求,從視察報告內容看來,核四工程中肯定沒有建立一套符合品質管理體系要求的測量系統,這是台灣產業普遍存在的問題,沒想到核電廠的測量系統如此簡陋不堪,這是核電廠未來必須重新被審視的地方。

核二廠的錨定螺栓修復計畫只花了3天就完成更換螺栓工作,這樣灌漿的水泥強度夠嗎?而且外襯的鋼板也被切開,這還安嗎?(核二廠給立委簡報內容)

基座混凝土夠堅固嗎?

120根錨定螺栓安裝好之後,要把反應爐和基座永久固定,形成完整結構,這要靠混凝土澆置,而混凝土必須有「養護時間」讓混凝土有足夠的強度,但是核四僅在15天就拆除模板,無法證明混凝土在15天時就能達到4000psi的設計強度。核四僅有7天、28天的報告,並無意義。因為中間強度變化都沒有數據,就想當然爾沒有問題。

這也讓我們想到核二廠斷裂錨定螺栓的換裝工程,按台電的說法僅花了3天,而核四的基座混凝土要等15天都還不確定強度是否合格,而核二廠的整個工程才3天,水泥到底乾了沒有,不得而知,但從常識判斷,是很有問題的,除非核二廠能夠提出足夠的證據,顯示他們在事先考慮驗證周詳,事後徹底確認。

台電專案管理能力何在?

核四建廠中有許多是「先射箭再畫靶」,工程先不按操作程序、工程規範就做了,再決定修改工程規範,或是要求原設計廠商追認,在生米煮成熟飯的情況下,難道要把做好的工程敲掉重做?

是的,在許多安全有關的項目中,如果不能確定,或是與與規範偏差,就應該重新做過,核四銲接工程就出現許多問題,甚至連銲條都用錯。工人素質大有問題,管理更是漏洞百出,我們難倒要把幾代以來累積的安和樂利生活,交在這群「沒有技術的野蠻人」手中?

這邊差一點,那邊差一點,數萬個界面,就會產生非常巨大的誤差,這是任何一個有品質的工作所不能容許的,在汽車製造業中有「兩毫米工程」,就是在裝配到最後階段,所有的零件裝上去,總誤差不能超過2mm,這樣車身才能完整,不會發出異音,汽車供應鏈品保的重要工作之一,就是在保證所有機械加工過程中,所有部件的精密度都在極嚴格的狀態下進行,2毫米分配到50個零件上,每個零件如果大於0.1毫米,加總起來,就可能成了5.0毫米,將導致車門無法關上,或是引擎蓋、行李廂後蓋間隙太大漏水,這都是不可接受的結果。從這份視察報告中,還發現RPV(反應器壓力容器)3月底安置在基座上,過了2個月,才把頂部遮雨棚做起來。這段時間和現在相同的時節,隨時的驟雨,梅雨,以及工地的塵土隨時都能長驅直入反應爐區域,這個區域未來都是高輻射、高能量區,任何微小的顆粒、塵埃,未來都可能產生重大的傷害,開始時沒有做好,後續就要花非常多的時間、金錢去清除。核四建廠團隊連這一點基本常識都沒有,當然無法完工,完全可以預期的。視察報告指慢了2個月才裝頂棚這部分「稍嫌落後」,實在是太客氣了,對台電「相敬如賓」,如何做好核能管制工作?

在這樣的品質管理的核電廠,無論是新建核四,或是運轉中的核一、二、三廠,都令人心驚膽路,過去我們稱許多高科技業者,只顧開發,而不顧人道、生命健康的安全為「有技術的野蠻人」,台電核電方面的表現顯示出的是「沒有技術的野蠻人」,一昧的蠻幹,連依樣畫葫蘆的能力都沒有,還自作聰明的擅自修改程序、規範。

過去我在中國大陸、東南亞評定無數的汽車零件供應商,進行供應鏈管理,我都無法容許任何一個供應商如此輕忽處理任何一個零件,因為這都可能導致後續的問題,輕則無法安裝,重則汽車出廠後關鍵、安全系統失效,造成死傷事故,這些都會產生非常巨大的召回、索賠事件,讓公司、供應商蒙受無法彌補的損失。

汽車事故,造成的傷害是非常有限的、局部的,都要一再注意每一個細節、每一點規範要求、每一道工序,全部正確才能確保汽車安全可靠。核電的威力、事故影響力遠超過汽車,豈能如此輕忽怠惰,沒有紀律,沒有章法?

核電本來就是一個極封閉的市場,只有少數特權集團,像美國貝泰公司,都有美國前副總統、國務卿當「門神」,其他人無權勢與之競爭,只能配合當下包。到了台灣,要找當地的廠商配合,如果沒有與台電公司的特殊關係,想包到工程,有如登天,經過層層轉包,利潤薄了,技術含量也稀釋了,大家得過且過。台電是發包業主,但面對國際的巨頭如奇異、日立,本身就矮了一截,又碰到個個有來頭的下包廠商,長期以來養成了「你不講我,我不講你」的習性,若是被抓包,就頂一句「你們不懂」,來嚇阻外界的質疑。

我一直強調「風險概率評估(PRA)」,因為這是任何設計、製造、維修、保養,到最終廢棄的全生命週期管理的一個重要里程碑,如果沒有PRA,設計者、施工者就無法瞭解他們在產品使用、安裝、組建時的風險,當然不知道控管風險。這一個月來和台電、原能會交手的經驗,他們對PRA的認知有很大的偏差。

PRA是一個 living document 動態文件系統,隨時會因為新事實新證據而改變修訂,像核二出了錨定螺栓這麼大的問題,按道理就要放到PRA去分析,瞭解可能的風險影響,並找出消除風險的技術、方法、材料,重新計算風險,到可接受程度,這種量化風險的工具,其實是非常有效的,但台電每3年做一次的PRA,有如具文,沒有把新的風險納入考量(如錨定螺栓斷裂),徹底分析原因,找出對策。

曾有網友指責我沒有做過核電廠PRA,我過去也沒有做過任何製造業,但是我評定的供應商能力是可信的,作為汽車廠採購的重要參考,事後也證明我的審查是有效的,包括台電核電廠、以及重要設施(如調度中心)的Y2K風險評估,都是利用相同原則的風險管理模式,只是針對的對象不同,我也不是電腦專家,但是我能夠協助現場人員系統系性的審查,找出問題的系統原因、個別原因,找到對的專家對症下藥。

PRA絕對不是一個人或一組人做出來的文件,而是整體團隊共同努力的結果,PRA沒有個人的專家,而是一個團隊在共同降低風險的結晶,絕非某一個人或某一部門的成果,要靠跨功能小組(Cross Functional Team)的努力,經過不斷的測試、實驗、分析、經驗累積的結果。今天如果台電沒有能力進行PRA,就沒有資格談核電廠建廠、運轉。沒有PRA,就不能判定各部門可能的風險,當然無法做好專案管理中最重要的兩個環節:時間管理、經費管理。

核四計畫不斷無上限追加預算,也沒有具體的完工日期,其實和台電沒有PRA的專業團隊能力息息相關,建核一、二、三或許還能在「毛子(外國工程師、技師)」的帶領下,依樣畫胡蘆蓋起來,其實台電所謂的「建廠經驗」只是簡單的土木工程,而不是整體的「系統設計與管理」能力。

從核二的錨定螺栓事故,追溯回去看核四的錨定螺栓施工報告(其實這份報告是非常簡要、客氣的),我能夠看出台電的系統性問題。

5月1日馬英九總統宣布「電價三階段調漲」,取代原本一次漲足,這顯示馬政府與內閣團隊事先沒有風險分析,事後沒有傷害控制能力,電費所佔的費用是相對很小的,但造成的全面物價上漲與預期觀望心態才是更大的問題,這一點是可以預想到的,三階段調漲電價,可以預期全民隨時籠罩在通貨膨脹的陰影中,更加深了中、低收入階層的痛苦指數。

沒有風險評估控管能力的政府,再加上沒有風險控管的台電,就等於「失控」。核災也有分階段實施,錯誤的核電廠安裝是第一階段,勉強運轉是第二階段,重要組件失效是第三階段,全面爐心熔毀是第四階段。