内容摘要:本文介绍了AP1000、CPR1000核电施工现场较重要的焊接技术和要求,包括主管道和波动管焊接、堆芯仪表管焊接、控制棒驱动机构密封焊等,同时也介绍了土建、常规岛和BOP重要的焊接项目。
概述
核岛主设备内主要介质为放射性核物质,其设备制造和安装焊接质量对防止核电厂泄漏造成核物质放射性污染具有特殊性,同时也关系到这些主设备在核安全状态下稳定运行的可靠性和重要性。
1、民用核安全设备焊接特殊性
核岛主设备通常包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主管道等反应堆冷却剂系统设备,也是核电厂第二道安全屏障的组成部分。核岛主设备的制造和安装焊接质量,直接影响反应堆冷却剂系统的完整性,焊缝又是一回路的压力边界,一旦泄漏将会使大量放射性物质向安全壳泄漏。
反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主管道等核岛主设备,由于长期处于高温、高压和强辐照环境下运行,要求其制造用原材料包括焊接材料具有较高的塑性和韧性,以及良好的焊接性和抗辐照、耐蚀等性能。同时由于其焊接壁厚较大,焊接工艺较为复杂,通常焊前需要预热,焊后需要热处理,以避免冷裂纹等焊接缺陷的产生。单条焊缝焊接工作量大,要求焊工在操作过程中严格执行焊接工艺规程,尤其是采用机械化焊接时,要克服麻痹思想,认真操作,加强自检,直至焊接完成。
控制棒驱动机构的耐压壳和热电偶法兰的焊接质量直接影响反应堆调节系统的运行状态。当调节系统失灵时,有可能危及堆芯的安全。
安全壳是核电厂的第三道安全屏障。一旦发生一回路管道破裂,也能将大量
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核放射性物质封住。钢制安全壳和安全壳钢衬里安装焊缝质量要求较为严格,通常要进行泄漏检验。
2、民用核安全设备焊接重要性
核岛主设备通常采用焊接结构,焊接接头与其结构中的母材相比加工条件相差较大,虽然现代焊接技术已使焊接接头的性能接近母材的性能,但其制作仍需要合格的焊接工艺评定才能实现,其焊接质量仍取决于操作焊工的技术水平和工艺过程的控制,因此焊接接头在其结构中属于薄弱环节。
焊接接头质量的性能关系到这些关键设备在核安全状态下稳定运行的可靠性。如果因焊缝破裂发生失水或堆芯损坏事故,会使整个核岛报废,由于核污染的因素,考虑将其修复的可能性极小。因此承担核岛主设备的特殊焊接技术项目的焊工和焊接操作工应树立质量第一的思想观念并严格遵守操作规程。
3、民用核安全设备的施工重要焊接技术 民用核安全设备安装中的重要焊接技术
在核电厂核岛安装期间,被列为重要焊接技术的项目主要包括:主管道和波动管道焊接、堆芯仪表焊接、控制棒驱动机构的耐压壳和热电偶法兰焊接、安全壳钢衬里焊接、各种贯穿件和牛腿的焊接技术等。
2 主管道和波动管焊接 2.1 总体介绍
岭澳二期工程为两台装机容量为100万千瓦级的压水堆核电机组。以岭澳一期1#、2#机组作为参考电站,由第二研究设计院总承包设计。EM2主回路系统包括:反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主回路管道、堆内构件、堆芯仪表、核燃料系统等设备。主回路系统以反应堆压力容器为中心,由三个并联的环路组成,每一环路包括一台蒸汽发生器和一台主泵,通过主回路管道与反应堆压力容器相连接,稳压器通过波动管与一环路热段连接。
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主管道全部采用奥氏体不锈钢材料离心和静态铸造而成,以满足耐腐蚀和工作条件要求(国产)。主管道不装设专门的支撑,但设置有器,以防在发生假想管道断裂时管道的甩动。波动管连接稳压器和主管道,当主回路内工作压力出现异常变化时,稳压器接收到外部指令后启动而升降压力,通过波动管将调节的压力传递给主回路,从而平衡主回路使之正常工作。
岭澳二期核电站主管道每条环路现场安装焊口8道,3条环路共有24道现场安装焊口。每条环路由冷段、热段和过渡段组成:
—热段连接反应堆压力容器和蒸汽发生器; —冷段连接反应堆压力容器和主泵泵壳; —过渡段连接蒸汽发生器和主泵泵壳。
在蒸汽发生器和主泵房间的20mm标高处安装热段和冷段,在蒸汽发生器和主泵设备房间的6010mm标高处安装过渡段。压力容器、蒸汽发生器、主泵泵壳通过热段、冷段和过渡段连接,形成闭合环路。
每台机组共有1条波动管线连接着主管道的热段和稳压器,波动管由一环路的热段连接至稳压器底部。其主要作用是调节一回路的压力波动和汽水容积比.波动管由4条管段,7道现场安装焊口(包括两道水压试验临时焊口)组成。
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图4-1 主回路管道现场焊缝布置图
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2.2 主管道管段和波动管管段主要技术参数
表4-1 主管道管段和波动管管段技术参数表
项目 主 管 道 波 动 管 部位 热段 冷段 过 主泵侧 渡 蒸发器段 400弯头 AO BO CO DO 长度(mm) 内径(mm) 外径(mm) 厚度(mm) 重量(Kg) 5963.4 6723 2783 2528 945 4215 5995.4 5938.6 3463 736.6 698.5 796 787.4 787.5 284 284 284 284 873 828 976 939.4 976 355.6 355.6 355.6 355.6 69 66 90 71-76 97-98 35.7 35.7 35.7 35.7 10460 10220 7080 6570 2220 1182 1681 1665 971
主管道和波动管焊接接头技术参数表
表4-2 主管道和波动管焊接接头技术参数表
焊口描述 压力容器-主管道 蒸发器-主管道500弯头 主泵-主管道 压力容器-主管道280弯头 蒸发器-主管道400弯头 主管道-主管道400弯头 主管道-主管道900弯头 主泵-主管道900弯头 主管道热段-波动管段A 波动管段A--波动管段B 波动管段B--波动管段C 波动管段C--波动管段D 波动管段D-稳压器底部 焊口编号 C1 C4 F1 F4 U1 U2 U4 U6 A B C D E 焊口规格 Φ873×69 Φ976×95.7 Φ832.5×67 Φ861.9×81.7 Φ976×95.7 Φ939.4×76 Φ939.4×76 Φ967.4×90 Φ355.6×35.7 Φ355.6×35.7 Φ355.6×35.7 Φ355.6×35.7 Φ355.6×35.7 母材材质 Z2CND18.12N- Z3CN20.09M Z2CND18.12N- Z3CN20.09M Z3CN20.09M Z2CND18.12N- Z3CN20.09M Z2CND18.12N- Z3CN20.09M Z3CN20.09M Z3CN20.09M Z3CN20.09M Z2CND18.12N Z2CND18.12N Z2CND18.12N Z2CND18.12N Z2CND18.12N 焊接位置 5G1T 6GT 5G1T 5G1T 6GT 2GT 5G1T 2GT 5G1T 5G1T 5G1T 5G1T 2GT 主管道焊接产品见证件和波动管焊接产品见证件均为4道焊口,主管道和波动管的产品见证件的技术参数表见下表。
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表4-3 主管道和波动管的产品见证件的技术参数表
序号 1 2 3 4 焊口规格 Φ873×69 Φ873×69 Φ355.6×35.7 Φ355.6×35.7 焊口数量 2 2 2 2 母材材质 Z3CN20.09M Z3CN20.09M Z2CND18.12N Z2CND18.12N 焊接位置 2GT 5G1T 5G1T 2GT
图4-2 主管道和波动管坡口示意图
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2.3 焊工考试
主管道和波动管均为大直径、大厚度的超低碳不锈钢管道。主管道每一环路有8道现场焊口,三条环路共计24道现场焊口。波动管有6道现场焊口,另有2道用于水压试验的临时封堵焊口,共计8道现场焊口。
岭澳二期主管道焊接培训焊工26名,基本满足了主管道及波动管施工的需要。主管道每道焊口焊接时间约为27—45天,由两名焊工同时对称施焊。焊接过程中,每两名焊工配备一名打磨工,专门负责焊缝清理及打磨工作。
主管道焊工考试用试件规格为φ273×22的不锈钢管,焊接位置为6GT,用于考试试件的坡口型式见下图。
图4-3 焊工考试坡口示意图
主管道焊接是核岛安装过程中的关键环节,具有工序流程逻辑性强、工期紧张、焊接工作量大、焊接应力及变形控制要求高等特点,对施工人员特别是焊工的技能水平提出了非常高的要求。岭澳二期主管道焊接工期已在岭澳一期焊接工期的基础上压缩了0.5个月,即由6.5个月压缩至6个月。
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2.4 先决条件 2.4.1 人员资格
—操作者必须具备相应资格,并有能力承担相应的波动管和主管道吊装、调整、焊接和检查操作;
—检查人员和无损检验人员具备相应的资格。 2.4.2 设备及工机具
—安装、焊接、无损检验用设备、工机具运行使用状态良好,有计量要求的仪器仪表、工具应标定合格且在有效期内使用;
—焊接设备选用逆变式直流焊机,适用于氩弧焊和电弧焊。 2.4.3 材料
—母材经入场验收合格,包括:质量证明文件齐全;管段标识符合设计图纸要求;坡口尺寸符合设计图纸要求;
—焊接材料检验合格,包括:质量证明文件齐全;检验项目满足要求;复验合格;
—焊条在使用前按烘干指示书要求烘干。 人力、设备、专用工机具和消耗品,见附件A。 2.4.4 技术条件
(1)安装部件的初始条件 —主管道的引入和安装;
—所有管段进行目检和清洁度检查;
—待焊接的管口进行目视检查、清洁度检查和液体渗透检查( 反应堆压力容器、蒸汽发生器、反应堆冷却剂泵泵壳和稳压器)。
(2)房间和区域的初始条件
—待焊的主回路设备(反应堆压力容器、蒸汽发生器、反应堆冷却剂泵泵壳
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和稳压器)具备可用条件,标高和水平度已调整完成;
—反应堆冷却剂管道阻尼器、热段和过渡段防甩限位器、反应堆堆腔贯穿件经检验合格,具备使用条件;
—制作专用的氩气密闭室,用于主回路管道焊口的焊接背面保护; —在稳压器、蒸汽发生器和压力容器管嘴上的相应部位安装异种钢接头保护板;
—在主泵泵壳和蒸汽发生器垂直支撑上安装调整拉杆,并固定到墙上的锚固板上,以便蒸汽发生器和主泵泵壳能在水平方向上移动;
—蒸汽发生器的侧导向是为了热段在水平的方向上移动。 2.5 技术文件
适用的技术文件包括工作程序、质量计划和焊接数据包具体如下: 1、主管道和波动管的标识
2、主回路管道的运输和安装工作程序 3、主管道和波动管焊接数据包 4、焊缝坡口和焊缝的尺寸和外观检查 5、液体渗透检验操作程序 6、主回路和波动管的射线检验程序 7、主回路管道和波动管道焊接接头目录 2.6 环境条件
—建立施工现场清洁区,有专人负责清洁区的清洁工作; —安装施工区域应无土建交叉作业; —安装现场具有通风除尘设施;
—现场使用的设备工机具、工装材料应摆放有序,做到文明施工。
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2.7 施焊顺序和作业流程 2.7.1 施焊顺序 (1)主管道施焊顺序
主回路管道的每一环路的焊接顺序为: 40º弯头→热段、冷段→过渡段。 (2)波动管施焊顺序 波动管焊接顺序为:
波动管焊接顺序为C→D→B→(临时焊口A)→(临时焊口E)→水压试验→E→A;
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B:5749+-10过渡段 蒸发器 主泵 焊口F1 832.5/67976/95.7焊口C4 A:10500+-17顺序3 顺序2 828/698.5/66冷段 热段 873/736.6/69C:11327+-20焊口C1 焊口F4 873/69861.9/81.7压力容器 主泵 顺序1 976/95.7蒸发器 976/787.5/97-98焊口U1 顺序5 967.4/9040°弯头 939.4/76焊口U6 976/796/90焊口U2 焊口U4 939.4/76939.4787.4/71-76顺序4 母材材质:Z2CND18.12N/Z3CN20.09M
图4-4 主管道现场焊缝焊接顺序示意图
2.7.2 作业流程
(1)主管道焊接作业流程
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(2)波动管焊接作业流程
(2)波动管焊接作业流组对、点焊 点焊后检查 焊接 焊接期间检查 焊缝打磨 100%填充后焊接检查 焊缝标识 12
详细说明
2.8.1 主管道的安装、焊接要求 (1)组对前的检查 组对前执行下列检查: —坡口的目视和尺寸检查; —坡口的清洁度检查; —坡口的液体渗透检查。 (2)组对和点焊
1)蒸汽发生器和反应堆冷却剂泵泵壳的调整
—调整垂直支撑与墙连接的拉杆,用于移动蒸汽发生器和反应堆冷却剂泵泵壳;
—蒸汽发生器或反应堆冷却剂泵泵壳在调整和组对之前,检查垂直支撑锁紧螺钉是否松动、蒸汽发生器前部和侧面的限位器是否缩回、滑动垫片是否在正确的位置等。
2)管段就位
管段就位,管段坡口与设备管口组对。
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检查内容:
—管线沿着其中心线定位; —焊口是否内错超差。 3)组对电焊
考虑管段焊接过程中的收缩,在焊接起始点相对的直径方向预留1~4mm间隙, 此间隙与管线相对方向焊接收缩量的偏差相等。
(3)组对及点焊后的检查 —检查根部间隙是否在1~4mm之间; —坡口的目视和尺寸检查; —检查管口内错边≤0.5mm。 (4)焊接
—当焊接第一个焊口时,监测管道的移动以保证焊口根部间隙在公差范围内;
—焊接期间使用支撑工具支撑管段,通过使用管段支撑工具跟踪焊缝收缩量;
—使用合适的工具,通过设备的移动跟踪焊缝的收缩量; —焊缝填充厚度达到50%之后,焊接顺序可以按实际需要调整;
—焊接过程中,确保设备中心线保持在给定的冷态位置中心的公差范围内。 (5)焊接过程中反应堆冷却剂泵泵壳的检查
—冷段、过渡段与反应堆冷却剂泵泵壳焊接时,确保水力部件配合面的标高N以及通过调整垫铁维持在公差范围之内。见附录H插图3和4。
(6)焊接过程中的检查 —焊缝目检及尺寸检查;
—根部、50%及100%时,焊缝的液体渗透检查;
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—填充约15mm、50%及100%时,焊缝的射线检查;
—在每个焊口焊接到15mm、50%和100%时分别进行收缩量测量,该测量适用于反应堆冷却剂系统的所有焊缝。
(7)100%填充后的检查 —焊缝的目检和尺寸检查;
—焊缝的内、外表面进行液体渗透检查; —射线检查。
2.8.2 主管道焊缝打磨
—使用不锈钢砂轮片,先用粗砂轮打磨,随后用细砂轮打磨; —焊缝表面应打磨与母材相平,且与母材平滑过渡; —打磨过程中避免局部过热;
—打磨后不允许有任何尖锐的边缘、沟槽或咬边;
—打磨后必须保证要求的最小厚度,必要时用测量仪器或厚度测量装置进行检查;
—必要时,消除打磨痕迹,使用颗粒大小适中的磨料进行抛光; —必要时,可用表面粗糙度对比试块检查表面光洁度。 2.8.3 主管道焊缝标识 现场焊缝标识。
2.8.4 主管道产品见证件
按安装焊缝的要求现场制作产品见证件。 2.9 安装完工检查
—核查回路几何尺寸和报告数据,见附录D插图3和插图4。
检查反应堆冷却剂泵泵壳侧(N)的水力部件安装面的水平和标高,并调整垫片下的间隙,见附录D插图1和插图2。
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—检查波动管的倾斜度;
—检查反应堆冷却剂管道的内部清洁度;
—检查稳压器、蒸汽发生器端部的异种钢接头的保护; —确认所有已焊接区域的管道已连接; —检查所有标记; 2.10 附录清单
附录A:人力、设备和消耗品 附录B:验收标准 附录C:检查报告 附录D:插图1~插图4
附录A:人力,设备,专用工机具和消耗品 人力 1 人员 —施工队队长 —钳工 —焊工
—无损检查人员 —安装/焊接工程师 —质量工程师 —安全工程师 2 工具
—3~6吨手拉葫芦 —1.5~3吨手动绞盘 —2~3吨电动绞盘
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—吊钩和吊索
—螺栓起拔器和千斤顶 —木质垫片 —支撑块 —吊耳 —脚手架
—成套的氩电联合焊机 下列设备应可用 龙门吊车: —2.6m宽的道轨 —+20M平台上的运输小车 —环吊 消耗品
—所有的消耗品都应满足RCC-M(2000版+2002补遗)的要求。清洁物 丙酮或类似物。
液体渗透显像剂、渗透剂、清洗剂等 填充材料
—不锈钢焊丝OKTigrod316L,φ1.6mm,符合RCC-M2000的要求; —药皮焊条OK63.25N,φ3.2/φ4.0,符合RCC-M2000的要求。 3 专用工机具
序号 1 2 3 中文名称 波动管水压试验成套设备包括:泵,软管和压力机 焊接试验堵头和吊装环 主管道坡口机 数量 1件 2件 2台 17
4 5 6 7 8 9 10 11 12 切割装置 适用于坡口的模板 波动管坡口机 内部平台 热段/波动管射线中心架 壳侧过渡段工作平台 冷段/热段滑轨组件带2定位架 滑动支架带重型滚轮 过渡段支腿滑块 120台 1个 1台 4件 2件 4件 2件 2件 4个 附录B:验收标准
—反应堆冷却管道已100%焊接至反应堆冷却泵、蒸发器和压力容器上; —主管道焊缝射线检查100%合格; —主管道焊缝液体渗透检查完全合格; —主管道内部清洁度检查完全合格; —主管道回路外形检查完全合格;
—标高和水力部件安装平面水平度检查以及泵壳调整垫片下间隙完全合格; —波动管连接并且焊接至稳压器末端支管至1环路热段; —波动管水压试验完全合格; —波动管焊缝液体渗透检查完全合格; —波动管焊缝射线检查100%合格;
—检查波动管和主管道现场的焊缝标记满足要求; —波动管倾斜度检查完全合格。 附录C:检查报告 —接收报告;
—液体渗透检查报告(在不符合的情况下);
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—射线检查报告; —清洁度报告;
—回路几何尺寸测量报告;
—水力部件安装面的泵壳的水平度、标高测量报告; —波动管坡度检查报告。 —异种保护盖目测检查报告
稳压器管嘴异种钢保护盖目测检查报告; 反应堆压力容器管嘴异种钢保护盖目测检查报告; 反应堆蒸汽发生器管嘴异种钢保护盖目测检查报告 附录D:插图1~插图4
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PLATE1
插图1
REACATOR COOLANT PUMP 反应堆冷却剂泵
PNPOH1Support leg 2支撑柱2Support leg 1支撑柱1Support leg 1 and 2支撑柱2Support leg 3支撑柱3 20
PLATE2
插图2
LEVEL OF THE MATING SURFACE OF THE CASING HYDRAULIC SECTION 泵壳水力部件的装配面的水平度The clearances are mesured between the casing wupport feet and the front wearing rings 测量泵壳支撑柱和前保护环间的间隙BFabd0°cbcadBU270°90°180°cdcbaCenter of casing under cold conditions after weldingdab焊接后泵壳冷态下的中心Shim (in two parts) item 22垫片(由两部分组成)部件22
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PLATE3
插图3
GEOMETRICAL CHECK ON LOOP 环路几何尺寸检查 4# UNIT 4#机组 270YSG centre(hot)RCP3SG3XB1
蒸汽发生器中心(热态)1回路C1Cold leg 冷段180RCP2C22回路Cold hot 热段0B2Loop 3XC3XYTheor SG2 axis1#蒸汽发生器理论轴线YTheor SG1 axis3回路B31#蒸汽发生器理论轴线RCP190蒸汽发生器轴线泵壳轴线22
PLATE4
插图4
GEOMETRICAL CHECK ON LOOP 环路几何尺寸检查 3# UNIT 2703#机组 Y SG centre(hot)SG3 蒸汽发生器中心(热态)RCP3X
B1
1回路
C1 Cold leg 冷段
RCP2 180C2
02回路B2
XCold hot 热段C3Loop 3
3回路YXTheor SG2 axisB3 Y1#蒸汽发生器理论轴线
Theor SG1 axis
1#蒸汽发生器理论轴线 RCP190
蒸汽发生器轴线
泵壳轴线
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控制棒驱动机构承压管和热电偶法兰焊接技术
控制棒驱动机构简述
控制棒驱动机构(CRDM)是由一套机电传动装置组成,其中三个电磁线圈通过销爪与传动轴上槽纹的配合作用,使传动轴和控制棒束做步进式移动。反应堆压力容器顶盖上的管座与带有螺纹连接的承压壳体做密封焊接,驱动轴和销爪机构装在承压壳体之内而电磁线圈则在承压壳体之外。三个电磁线圈顺序排列,在反应堆控制系统发出的电信号控制下,通过抽出、保持或插入反应堆控制棒束控制核反应速率。抽出控制棒使核反应增强,进而增加反应堆产生的热量;插入控制棒使核反应减弱,进而减少反应堆产生的热量。
在紧急情况下,通过切断CRDM的驱动电源,传动轴在延时150ms后释放,控制棒将靠重力迅速下落到达堆芯的底部以停止核反应。该过程可以通过手动实现,也可以由反应堆保护系统的动作而自动实现。
4.3.2 焊接前的检查
检查耐压壳边缘,确认其符合要求。
检查Y形密封环开口之间的间距≤0.65mm,不允许搭。注意,不应为满足此标准而对Y形密封环进行任何加工修改。
Y形密封环供货时已进行点焊固定。
图4-5 Y形密封环点焊示意图
检查Y形密封环的点焊,在距耐压壳上A面不超过2毫米的距离(目标值为
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1。5毫米),如图4-5所示。
定位焊最大尺寸应小于2毫米。
使用一个0.04mm的塞尺检查Y形密封环到接管座边缘之间的间隙,见图4-6接管座焊口组装示意图。
图4-6 接管座焊口组装示意图
如果塞尺在一个或几个点不能插入,且不能插入的总长度不超过Y形密封环总长的一半,则打磨接管座边缘至塞尺能插入为止,然后清洁并对打磨处进行液体渗透试验。检查Y形密封环及其点焊点,确保在拆卸和组装时没有损伤,否则应卸下Y形密封环,并重新点焊一个新的Y形密封环。
如果塞尺在几个点不能插入,且不能插入的总长度超过Y形密封环总长的一半,则卸下Y形密封环,拆除耐压壳,检查接管座装配尺寸和耐压壳的尺寸,之后重新装配。
检查完间隙后,确信塞尺清洁和干燥。否则应卸下耐压壳,进行清洁和干燥。 4.3.3 焊接参数与设备 (1)母材
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接管座和耐压壳的母材均是牌号为Z2CN18.10或 Z2CN1.10奥氏体不锈钢。 (2)填充金属和保护材料
返修时使用的填充金属是ER 308L奥氏体不锈钢焊丝,保护气体为纯度为99.99%的氩气。
(3)焊接设备
焊接使用ESAB-PROTIG315型逆变焊机,焊机的机头内装有摄像头,配有电视监视器、录像机及纪录仪。该专用焊机为全自动脉冲钨极氩弧焊机。 使用含钍2%的钍/钨电极,它们一端被加工成30锥形圆柱,端面直径在0.3mm 到 0.5mm之间。尖端的表面粗糙度应为Ra 1.6,见图4-7钨电极锥形示意图。
直径2 ± 0.05mmA15°± 2.5°D=0.3至0.5mmA48mm<长度<58mm图4-7 钨电极锥形示意图
所用的钨极经过严格的标定和编号,每条焊缝都必须使用新的钨极,在焊接前机头需绕行一周,钨极锥面的上下摆动不得超过0.3mm。
监视系统通过视频接收进行记录。 焊机的接地线应固定在被焊接管座上。 + 5A
- 3A
焊接最大电流为135A
一般情况下,焊机的机头前进速度应为16.3 0.3 cm/min 焊接详细要求应按照指定的焊接工艺进行。
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4.3.4 试验件的焊接
为了验证焊机的状态是否正常以及焊接参数是否符合要求,在以下情况必须进行试验件的焊接:
在每一轮焊接开始之前; 焊机间隔96小时未使用; 焊机出现异常情况修复后。
4.3.5 焊接
耐压壳和压力容器顶盖接管座之间采用全自动脉冲钨极氩弧焊接,在焊接前应进行如下检查:
根据待焊Y形密封环安装好钨极,见图4-8钨极与Y形密封环位置示意图;
图4-8 钨极与Y形密封环位置示意图
钨极应置于焊接开始的点上,该点为Y形密封环交接处或其略前处。检查无误后进行焊接。
在焊完一整圈前检查焊缝接头处,操作者应在相同的焊接速度下,使得焊缝形成封闭环,并检查:
待焊接部件的边缘及Y形密封环应保持清洁;
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Y形密封环没有出现缺陷;
Y形密封环相对于部件的边缘位置正确。
在焊接过程中,要时刻注意焊接电压和电流,以及背面的氩气保护情况,如
果出现意外情况,要分类加以处理:
在突然断电时,如果焊缝没有出现缺陷,把机头往回移20mm重新开始
焊接。如果焊机自身出现问题,则必须开启不符合项报告,分析事故原因,找到解决的办法;
在结束焊接前50mm处,如果出现未熔合超过15mm,立即停止焊接并开
启不符合项报告,分析事故原因,找到解决办法;
在结束焊接前超过50mm处,如果出现未熔合超过15mm,立即停止焊接,
更换新的钨极,往回退5mm,重新开始焊接;
如果出现两处未熔合,停止焊接,分析事故原因,找到解决办法。 对于每一次焊接,在施焊全过程中检查并控制钨极相对于Y形密封环的高度。控制棒驱动机构的焊接数据包应按照拟订的焊接工艺进行。 4.3.6 焊接完成后的检查
焊接完成后,对焊缝的外观、平行度、宽度、高度进行检查。
对焊接的记录图形进行分析,焊接和脉冲的电流、电压及焊接速度。与要求的各种参数进行对照,只有前一道焊口各项参数正确无误后,方可进行下一焊接。 4.3.7 缺陷修复
在焊接时产生的缺陷可以进行修复,但缺陷不能超过以下条件:
可以在不拆除耐压壳的情况下修复缺陷; 缺陷长度小于40 mm;
缺陷经打磨后距耐压壳台肩的距离小于等于18 mm,见图4-9缺陷打磨处理示意图。
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图4-9 缺陷打磨处理示意图
如果缺陷超过以上的范围,则需要编制相应的报告并绘制详图,分析原因,找到解决的办法。
控制棒驱动机构焊接缺陷修,应按照拟订的方案进行。 4.3.8 水压试验 罐;
将压力稳定在231~233bar之间,保持此压力15~30分钟,目视检查水压试验是为了确认在环境温度下,接管座与耐压壳焊接的密封性; 将水压试验设备接于接管座的下部,并连接到提供B级除盐水的泵或储
焊缝,确认没有泄漏;
在水压试验后进行液体渗透检查。 4.4 安全壳钢衬里的焊接 4.4.1 安全壳钢衬里结构
安全壳钢衬里一般由底板、截锥体、圆柱形筒体和穹顶组成,形成整体压力“容器”,见示意图,根据设计要求,其最小壁厚为6mm。筒体壁板安装牛腿、贯穿件、锚固件,及背面锚固在混凝土中的角钢、连接件(焊钉)等。
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穹顶 环吊牛腿 筒体 贯穿件 截锥体
底板 根据核电站堆型不同,结构形式存在局部差别,如筒体和穹顶直径大小、高度,环吊牛腿和底板的结构形式等。CPR1000压水堆型钢衬里底板就包括内、外环和中心凸台,分别支撑截锥体和二次屏蔽墙、及内部结构压力容器等设备。 4.4.2 安全壳钢衬里底板的焊接技术 (1)内、外环板焊接
内外环板厚度40mm、50mm,全熔透焊缝,焊后消应力热处理,射线检验。由于钢板较厚,焊接收缩量大,易出现焊接冷裂纹。为减小焊接变形,防止焊接冷裂纹的出现,施焊时应采取下列措施:
——焊前进行预热,预热温度为150~200℃; ——预热区域在坡口两侧各75~100mm的范围内;
30
——焊前采用槽钢进行刚性固定,焊时采用正反两面交替施焊,防止变形过大;
——焊后2小时内进行消除应力热处理,消应力热处理用电加热,在其外表面覆盖玻璃保温棉,同时在焊缝上布置3个热电偶。
(2)中心凸台的焊接
板厚6mm,车间卷制圆筒型四块,手工电弧焊,焊接时采用从中间往两边进行分段退焊,环向焊缝上四名焊工均匀分布在圆周上,采用逆向对称的分段法进行施焊,分段长度500mm。
(3)底板的焊接
板厚6mm,车间拼接采用埋弧自动焊,现场为手工电弧焊。焊接时需要设置配重块防止变形。
4.4.3 筒体壁板的焊接技术 (1)筒体壁板焊接
1)车间壁板焊接采用埋弧自动焊拼接,焊接要求:
——焊前坡口端部及两侧各10mm范围内应清除油、锈等脏物,同时打磨出金属光泽;
——定位焊前检查装配间隙,使之小于1mm;
——焊缝组对时通常在200mm长度内焊一道定位焊缝,同时检查焊缝的错边量,不得在大于1mm;
——所有的定位焊缝必须打磨到与母材一样平齐;
——焊接时,调整好焊接速度,保证焊丝对中焊缝,同时调整焊丝干伸长度,保证在20~40mm之间;
——焊接参数按照焊接工艺卡执行。
2)现场壁板安装焊接采购手工电弧焊,分为立向纵缝和环向焊缝,壁板安
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装精度要求高,工作量大,焊接收缩量大,为保证设计尺寸和焊接质量并减小变形、应采取相应的焊接措施。
焊接要求:
——焊缝坡口内及两侧20mm范围内的油、锈等脏物应彻底清除干净,并打磨出金属光泽;
——焊前应严格检查焊缝间隙和错边量,对于不合格的焊缝不允许施焊; ——焊缝的背面用骑马铁,靠板等进行加固,以减小焊接变形;
——正面焊完后,背面采用碳弧气刨清根并打磨,去掉未熔合,未完全熔合和夹渣、气孔等缺陷,用着色法进行检查,合格后方可施焊;
——交叉接头处的焊接应采取下列方法进行,立缝焊接应从底部开始先焊,环缝焊接时应把立缝底部区域打磨掉,以保证交叉处的焊接质量;
——焊接焊完后,焊工应自检,合格后打上钢印号。 (3)螺柱焊
螺柱焊前应清除母材和螺柱上的油、锈等脏物,同时检查螺柱焊的提弧长度,并调整好螺柱与瓷圈的同心度,焊接时,焊接工艺参数应按工艺卡执行,焊应保持在焊点位置上,到焊缝金属固化为止。 4.4.4 牛腿与贯穿件的焊接技术 (1)贯穿件的焊接
贯穿件主要由套管和加劲环板组成,现场整体安装,加劲板与衬里筒体壁板焊接,均为手工电弧焊。套管与加劲板的角焊缝采用对称法施焊,待其它部分打底、盖面完后,再把预留部分焊上,背面清根打磨干净后,进行封底焊。加劲板与衬里筒体壁板的焊缝同样采用对称法施焊。
(2)牛腿的预制
牛腿车间预制焊接时,以加厚板为界,将其构造分成两部分,一是牛腿加厚
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板外侧的加筋板与插筋,二是牛腿加厚板内侧的箱形体,牛腿外侧构件与加厚板组装好后,放置在专用胎模上拼装箱形体,同时外侧焊好的构件对箱形体的拼装起到刚性固定的作用,整个箱形体与加厚板的焊接,存在着较大的焊接应力和变形,为减小应力和变形,应采取相应的措施:
焊接采用手工电弧焊,焊前应进行预热,预热温度为100℃之间; 层间温度必须保持在100~250℃范围内;
施焊应采用从中间向两边分段退焊,每段长度不超过500mm;
整体热处理完后,进行几何尺寸检查和无损检验,合格后牛腿制作完成,以此方法制作其它的牛腿。(牛腿预制完成效果图)
加厚板
(3)牛腿的安装
环吊牛腿安装在衬里筒体壁板上,牛腿的加厚板与壁板焊接时,先立焊,后横焊,背面清理打磨干净后,进行封底焊。
4.4.5 穹顶的焊接技术
穹顶壁板厚6mm,车间拼板采用埋弧自动焊,曲面成型采用手工电弧焊,在专用胎模上焊接成型。现场拼装先焊立缝,后焊横缝,其防变形措施基本与筒体壁板
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相同。穹顶整体吊装后,与筒体壁板手工电弧焊对接焊。(穹顶拼装完成后效果图)
4.4.6 不锈钢水池衬里焊接
不锈钢水池衬里主要分布在:1.RX换料水池、RG堆腔水池、KX乏燃料水池、KX容器准备井、KX容器装载井,材质为Z2CN18-10 2.核辅助厂房的集水坑、反应堆厂房的集水坑,材质为Z2CND17-12。
(1)覆面焊接顺序
(2)覆面板对接缝焊接示意图:采用两层焊接完成,焊接接头形式为I型坡口带垫板焊,如下图所示;第一层为不带丝的打底焊,第二层采用Φ1.6或Φ
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2.0不锈钢焊丝盖面。
(3)乏燃料水池采用V型带垫板坡口接头形式焊接示意图:组对间隙略微比其它水池小,并且进行100%射线检验:
(4)不锈钢衬里金属质量控制要点:由于这些材料是厂家按照RCC-M2000+2002补遗生产的,所以购买方在材料进厂验收时,一定要求厂家提供生产标准所要求的全部报告(如:有些钢板的超声波检验报告),同时购买方一定得核实报告的准确性,以此把好材料进厂关。
控制好不锈钢衬里金属质量,应着重抓好以下两方面工作:
做好不锈钢材料清洁度及防污染工作。 焊接过程控制。
4.4.7 预埋件及重要钢结构焊接
主要有反应堆厂房龙门架、吊车轨道梁及牛腿、燃料厂房的屋盖钢梁、抗甩
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击构架、工作和检修的平台、设备或管道的支承结构等。
因为这些预埋件及重要钢结构基本都是一些碳钢或低合金钢焊接,如:Q235、Q345、S235、S355等,涉及到这些材料焊接应重点关注避免冷裂纹产生,避免冷裂纹产生应从避免产生冷裂纹条件的这些因素入手。1.减小焊接应力。如:选择合理的焊接顺序、焊后消除应力热处理、减小焊接拘束度等。2.减少焊缝中残留的氢含量。如:做好待焊表面的清理工作,焊条或焊剂按要求烘干。3.减少焊接接头的淬硬组织。如:焊前预热和控制层间温度等。
4.5 堆芯仪表现场安装焊接 4.5.1 堆芯仪表部分整体结构简介
堆芯通量测量系统密封设备由如下几部分组成: 3层共50根导向套管(部件1);
堆芯中子测量系统共有50根导向管,均呈L型,长度为8-11.5m不等。导向管由不锈钢做成,两端机械抛光,上端与压力容器底部对应的套管相焊接,而下端则通过生物屏蔽墙与位于堆芯仪表室中的手动阀密封组件相焊接,以实现一回路水的密封,导向管外径为25.4mm,壁厚为7.6mm。
50个导向管支架(部件2); 5条储存通道(部件3); 导向管贯穿件框架(部件4); 2条储存通道贯穿件支架(部件3),;
50个手动阀分布:上二层各17个,下一层16个;
手动隔离阀是一种自动消除间隙的球阀,用不锈钢材料做成。其上游端与导向管的下端相焊接,下游端则与密封段相焊接。正常情况下,手动阀是打开的,指套管穿过手动阀;当反应堆停堆换料时,则抽出指套管关闭手动阀,阻止一回路水流入仪表室,在指套管插入堆芯时,不允许关闭手动隔离阀。
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50个密封组件分布:上二层各17个密封组件焊接到各个手动阀上,下一层16个密封组件焊接到各个手动阀上。 4.5.2 现场安装焊接介绍
堆芯仪表管安装现场焊接每根仪表管总计共5条焊缝,其中仪表管和压力容器底部封头贯穿件焊缝(图示101)、仪表管和手动阀焊缝(105)是连接一回路系统压力边界的承压焊缝,其余3条焊缝(102、103、104)为支撑连接焊缝。每个仪表管的焊缝分布图如下图所示:
堆芯仪表安装焊缝分布图
以下重点介绍承压焊缝101和105的焊接工艺。 101焊缝焊接工艺主要因素参数: 焊接接头母材尺寸及接头形式如下图
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母材牌号:1—NC30Fe RCCM M4109
化学成分如下表:
机械性能如下表:
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2—Z2CN1810 RCCM M3304 焊接方法:TIG
焊接材料:ERNiCrFe7 φ1.6mm RCCM S2986 接头类型:插套焊
组对方式:专用工具组对并预留4mm间隙。 清洁方式:钢丝刷和层间打磨。 层间温度:小于100度
焊接过程中冷却方式(除第一层):外部采用铜管线圈,内部采用专用工具导管喷水冷却。
焊接位置:7SW仰焊位置 焊接方法:TIG 钨极氩弧焊
焊接填充材料:焊丝 AWS A5.14 ER NiCrFe7 RCCM S2981 保护气体:氩气 99.99% 背面保护 气体流量根据工艺评定确定 焊接电流:直流 85-160A 非熔化电极:钨极 D2mm 焊接见证件制作:
102焊缝焊接工艺主要因素参数: 焊接接头母材尺寸及接头形式如下图。
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母材牌号:1—Z2CN1810 RCCM M3304 2—Z2CN1810 RCCM M3304 焊接方法:TIG
焊接填充材料:ER308Lφ1.6mm RCCM S2910 接头类型:插套焊
组对方式:专用工具组对并预留4mm间隙。 清洁方式:钢丝刷和层间打磨。 层间温度:小于175度 焊接位置:5SW水平固定位置 焊接方法:TIG 钨极氩弧焊
焊接填充材料:焊丝 AWS A5.9 ER308L RCCM S2910
保护气体:氩气 99.99% 背面保护 气体流量根据工艺评定确定 焊接电流:直流 60-100A 非熔化电极:钨极 D2mm
产品见证件制作,RCCM B4470对仪表管和反应堆压力容器贯穿件套管焊缝
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的产品见证件制作做了以下规定:除S7800的一般性要求外,每一个反应堆压力容器要焊接3个产品见证件,开始焊接一个,焊接一半时一个,焊接结束时一个。 4.5.3 堆芯仪表安装焊接难点分析
上述101焊缝压力容器底部贯穿件设计材料是NC30Fe镍基合金,镍基合金是指以Ni或Ni-Fe为基体,添加Cr、Mo等其他合金元素形成的合金,具有优异的耐腐蚀性和强抗氧化性。
从镍基合金可焊性分析,由于Ni和Fe的二元共晶物中有较多低熔点的金属共晶物和非金属共晶物。特别是P、S共晶物熔点比镍铁低很多(Ni-S为5℃,Ni-P为880℃),在焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界区,同时镍及镍合金线膨胀系数大,焊接时易产生较大的应力,焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜在收缩应力作用下易产生开裂。
镍及镍基合金固液相温度间距小,流动性偏低,在快速冷却结晶条件下,气体来不及逸出极易在焊缝中产生气孔,因此镍及镍合金焊接应采用小线能量,降低层间温度,加快焊缝冷却速度,焊前及焊接过程中清洁度要求高。
鉴于以上特点,焊接过程中需要采用一定的冷却方式降低温度,由于打底层不能内部通水冷却,为避免打底层出现热裂纹,打底焊层厚度不宜过薄,焊工操作应熟练,正式施工前焊工要在模拟件上练习保证根部焊道不出现裂纹。
施工过程中应按安装程序设计的施工顺序焊接,避免各导向管之间干涉造成焊接障碍。
4.6 核岛安装其他项目 4.6.1 EM2.2其余焊接项目
如上部堆内构件、下部堆内构件安装等焊缝都是一些联结类焊缝,但核级别基本都属RCCM 01级,所以对焊接质量的要求和焊接过程中清洁度的要求比较高。
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4.6.2 EM3核辅助设备安装 EM3安装主要包括以下设备:
(1)容器:储罐、热交换器、过滤器、除盐器 (2)转动机械:泵、压缩机、电机、柴油发电机
(3)其它各类设备:消音器、固体废物处理设备、砂堆过滤器、U5预过滤器
此类设备安装主要任务是设备引入、就位、调整。焊接工作主要是一些垫板,支座等的焊接,基本是按照RCCM H册进行焊接和检验。 4.6.3 EM4核辅助管道安装 (1)工程量基本情况
该安装包是核岛安装工作量最大的安装包,其安装工程量占到整个核岛安装工程量的40%。主要包括不锈钢、碳钢管道支架、管道的预制和现场安装,管道安装量共约136800m,共有管道焊口约114700个;共有支架约33000个(包括标准支吊架和现场预制的支吊架),约合2010吨。
(3)焊接工艺评定和焊工资格评定、焊接数据包
核岛管道安装焊接工艺评定执行RCCM S篇,支架焊接工艺评定执行RCCM H册。所有焊工考试执行HAF603。每项焊接工艺评定和焊工考试都应编制实施技术规程,编制质量计划实施质量检查和跟踪。
工艺评定完成后按预制、安装、碳钢、不锈钢等分项目编制焊接数据包,焊接数据包包括现场遇到的各种接头形式的简图、适用的工艺评定编号、根据工艺评定参数和有效范围拟定的焊接数据单、需要制作的现场产品焊接见证件清单,焊接数据包是指导现场焊接实施的必须执行的文件。
(4)产品见证件实施按RCCM的要求执行,产品见证件制作前应编制产品见证件技术规程,产品见证件实施质量计划。
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(5)EM4管道安装现场焊接控制文件以焊接控制单的方式进行控制,核岛安装所有管道焊口都是每个焊口编制1份焊接控制单(质量计划)现场施工以焊接控制单规定的工序按次序施工,各QC检查部门按提前设置的控制点进行检查控制。支架安装焊接是通过典型质量计划的方式控制。 4.6.4 EM5核岛通风系统安装
通风系统安装涉及的焊接项目主要是风管管道焊接、风管支架焊接。 4.6.5 EM7现场制造大型贮罐
(1)现场核级大型储罐的设计、制造、检验是按RCCM J册实施的,按J册的要求,焊接工艺评定按RCCM H册的规定执行。无级大罐是按照GB/T4735设计、制造、检验的,但在施工过程中为保证标准和工作程序的一致性,经设计院同意,无级大罐的制造、检验也可按RCCM的要求进行,这不会降低对产品的质量要求。
(2)PTR、TEP、REA、TEU、SEL、TER、ASG系统共17台大型贮罐的现场制造焊接,其中PTR、TEP、REA、TEU罐体材质为00Cr19Ni10,其余为碳钢。
(3)PTR001BA罐属RCC-M 2级、质保Q1级的核承压设备,设备规格为Φ12500X19500,单台总重107.26吨,总容积1756M3,设备自下而上厚度减薄,最底层的壁板厚度是31mm,最上层壁板厚度是6.5mm,所有对接焊缝以及壁板和底板的角焊缝需要100%RT、PT;其余角焊缝需要100%PT。
(4)ASG001BA罐属RCC-M 3级,质保Q2级的核承压设备,设备规格为Φ9700X16000设备自上而下厚度减薄,最底层的壁板厚度是16mm,最上层厚度8mm,对接焊缝需进行10%RT、PT;
(5)其余大罐为非核级,现场一般按RCCM 03级的要求实施焊接和检验。 4.6.6 EM9核岛仪表管道
EM9安装主要焊接项目是仪表管道的焊接。其质量控制要求和EM4管道一致。
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热工仪表管均为外径很小的薄壁管子,由于这类管子细长、截面小,有的温度压力参数很高,因此焊接时也有较高的工艺要求。具体如下:
Φ≤25mm奥氏体不锈钢仪表管道采用插套焊接: a. 套箍内径比管道外径大0~1mm; b. 管道插入套箍深度不允许小于50mm; c. 套箍壁厚比管道壁厚大1mm左右; d. 套箍通常与管道材质一致;
e. 焊接时,仍然使用氩弧焊的方法保证管道内部清洁; f. 焊缝形式为角焊缝,焊角高度通常为管道壁厚; g. 焊接时,保证管道焊缝间隙约1-5mm 4.7 常规岛安装工程主要焊接项目 4.7.1 管道焊接
管道焊接是常规岛焊接工作量最大的项目,包括不锈钢、碳钢、低合金钢管道预制和现场安装,共有管道焊缝约74800个,主要材质见下表其中,20(0.2-0.3%Cr)是岭澳二期借鉴一期经验,对20钢控制铬元素含量在0.2-0.3%制造的新钢种,WB36CN1也是对WB36(即15NiCuMoNb5)控制铬元素含量在0.2-0.3%制造的,以提高抗流体加速腐蚀性能。相应地,焊接20(0.2-0.3%Cr)、WB36CN1所使用的焊材也应考虑铬元素含量。
常规岛主蒸汽管道和其它一些汽水管道材质为WB36CN1,主蒸汽管道规格有Φ936×78mm、Φ4×57mm等。WB36已广泛使用在火电机组主给水管道上,而WB36CN1在岭澳二期是首次使用。
主蒸汽管道焊接前应对坡口做渗透检验。主蒸汽管道焊接坡口一般是U型或双V型,见下图。预热应使用电阻加热方式。焊后热处理温度宜选择590~610℃之间。
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对主蒸汽等厚壁管道可在焊接到一半厚度时做无损检验,以降低无损检验不合格时返修的难度。
必须禁止在坡口以外管道表面焊接临时工件或打弧,对主蒸汽管道、低合金钢管道等高温管道尤其如此。 4.7.2 除氧器筒体现场组合焊接
除氧器(卧式)筒体分四段运输,在常规岛安装现场组合焊接3道环缝,(岭澳二期的)规格Φ4356×28mm,材质SA516G.r.70,采用JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》标准,焊后需做热处理。
由于筒体直径巨大,制造时的变形和误差使组对难以达到要求,必须使用卡块焊接在坡口两侧辅助组对。坡口点固焊后,应对整个坡口和点固焊缝做渗透或磁粉检验。
为了控制焊接变形量,一般由4名焊工对称布置在圆周,使用手工电弧焊方法,采用相同的焊接顺序,同时施焊。先焊接内侧,然后,从外侧清根,再对清根处做渗透或磁粉检验,再焊接外侧焊缝。
预热是必要的,这样可以减少应力,防止裂纹等。焊后热处理的温度监控是关键。热电偶数量必须足够,因为热处理加热时焊缝各部位尤其是上下部位的温度可能差别较大,必须用热电偶单独控制每个加热片的热输入,以便能使各部位焊缝的温度都达到要求。热电偶应点焊在焊缝上,再加热片要用足够牢固的钢带绑扎固定在环缝外侧,以防止加热过程中松脱,导致局部热处理失败。保温棉应足够厚度,并绑扎牢固,尤其焊缝内侧,应用辅助工具使保温棉紧贴在筒体上。 4.7.3 凝汽器组合焊接
凝汽器在常规岛现场进行模块的组合焊接,但不需要现场焊接钛管。结构钢板材质16MnR,一般厚14~20mm,采用手工电弧焊或CO2气体保护焊方法。
凝汽器组合大多是长直钢板焊缝,所以需要采用控制焊接变形的措施,例如
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分段退焊,控制焊接参数,多人对称焊接等;由于凝汽器在工作时是负压,所以为防止焊缝泄漏,焊接时还要采用多层多道焊、层道之间接头错开20mm以上等措施。
其中,最重要的焊接工作是每组凝汽器上喉部分别与2个汽轮机低压缸下口的连接焊接(实际并非1道焊缝,而是由几道焊缝共同组成,规格参考凝汽器上喉部开口尺寸11588×9308×16mm)。凝汽器与低压缸焊接时不可避免的焊接变形将影响低压缸的安装质量,进而影响汽轮机的安全和稳定运行,所以控制变形量在设计允许的范围内成为最重要的目标。岭澳一期时设计要求,在焊接时低压缸在水平、垂直和汽轮机轴向的移动量要控制在0.1mm以内。焊前组对时,板与板的间隙越大,控制变形的难度越大。因此,焊接前,必须合理调整这几道焊缝的先后顺序,并采取预制反变形等措施;焊接时,可以由4或8名焊工对称布置在方形接口的四边,保持一致的焊接顺序和焊接速度,采用小电流、分段退焊等方法施焊。按照安装程序要求,焊接前,在低压缸四周安装千分表,以监测焊接过程中低压缸在各方向的位移量。如果焊接时,千分表显示的读数超过规定值,必须马上暂停焊接,等读数回到允许的范围内,再继续施焊。 4.7.4 常规岛主行车轨道焊接
轨道选用QU120型钢轨,材质是U71Mn,含碳量约0.7%,属高碳钢,可焊性差。预热最好使用易于控制的电阻加热方法,焊接前预热温度和焊接过程中层间温度应保持在350~400℃。使用70C-1专用焊条焊接。由于在焊接过程中轨道接头将向下弯曲变形,因此组对时,要在接头处垫高约20mm,见图1。两根轨道底部之间的组对间隙为15~23mm,两根轨道接头底面应垫5~8mm的铜垫板,用低碳钢金属条(Q235)放在铜板上、间隙处,以便根部成形良好。
先焊接金属条与轨道之间的坡口,并清除焊渣。再依次焊接轨底、轨腰和轨头。每焊接一层,都应清除焊渣再焊接次层,否则易产生夹渣。焊接轨腰时,两
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侧用铜板端头作为侧垫,见图3,铜板端部留有缺口,保证与轨道的间隙4~5mm。焊接完成立即提高温度到580~620℃做热处理。
4.8 BOP安装工程主要焊接项目 4.8.1 管道焊接
BOP安装焊接以管道焊接为主。管道材质主要是低碳钢和不锈钢,如20、304L、316L等,大多是DN400以下的薄壁管道。 4.8.2 SER、SED除盐水箱焊接
SER401/402BA水箱容积3600m3,材质牌号是Q235A,壁板厚度从上至下依次是6、8、10、12mm;SED401/402BA容积500m3,水箱材质牌号是00Cr19Ni10,壁板厚度是5、6mm。
一般焊接顺序:每层先焊接纵缝,后焊接环缝,丁字接头处最后单独焊接。为避免焊接应力导致的收缩变形,必须采取措施,例如几名焊工分散布置、分段退焊、小电流等。若丁字接头焊接后整圈环缝的收缩凹陷比较严重,则可在焊接纵缝时全部焊完,不留出丁字接头处,再焊接环缝,但这样丁字接头处收缩变形也比较严重。
壁板环缝坡口开在水箱内侧有利于减小变形。
本章小结:本章内容重点是核电施工现场核岛安装、核岛土建、常规岛和BOP安装的主要焊接项目,对重点介绍的焊接项目需掌握其施工逻辑和焊接技术和相关检验要求,对核电施工现场所有焊接项目有大致了解。
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