臺山核電廠廢液排放貯槽焊接變形控制

張國興

【摘 要】當前我國核電正處于高速發(fā)展期， 前景廣闊. 核電廢液排放貯槽由于壁薄，焊縫密集分布且縱橫交錯，在焊接過程中不可避免的會產(chǎn)生焊接變形與焊接應力。由于核電對焊接變形要求比較嚴格，需采用更加有效措施來控制焊接變形。本文介紹廢液排放貯槽的主要部件的結構與連接形式，根據(jù)每個部件焊縫的特點，采取具有針對性的防變形措施來控制焊接變形，效果顯著，順利通過驗收。

【關鍵詞】核電 廢液排放貯槽 焊接變形 控制

臺山核電站一期采用法國EPR第三代核電機組，兩臺單機容量為1750MW，該工程需安裝3臺立式圓柱形的廢液排放貯槽用于收集、暫存、混勻待排放廢液。主要由底板、筒體、拱頂和附件等構成。廢液排放貯槽由于壁薄，焊縫密集分布且縱橫交錯，在焊接過程中不可避免的會產(chǎn)生焊接變形與焊接應力。由于核電對焊接變形要求比較嚴格，為保證廢液排放貯槽施工能順利完成，專門制定一系列措施來控制焊接變形。

1 廢液排放槽焊接順序

儲存罐底板的組對、焊接；最高層與次高層壁板組對焊接；頂板組對、焊接；頂板與筒體的組對、焊接；其余壁板組對、焊接（由上至下組裝焊接，焊接一層提升一層）；

最底層壁板與底板找正、焊接；相關附件焊接；

2 底板焊接

底板材質為Q245R，厚度為10mm，由10塊散件搭接而成。由于焊縫縱橫交錯且厚度較薄，容易產(chǎn)生角變形與波浪變形；采取措施：

（1）剛性固定法：底板整體鋪設完成后，在每條長焊縫上加固一條工字鋼，工字鋼與焊縫相距60～100mm為宜，然后在另一方向上均勻加固工字鋼成井字架（圖1）；

圖1 底板焊縫剛性固定及焊接順序

（2）焊接順序：把焊縫從中心向兩端分成若干150～250mm長的小段，先焊接短焊縫A再焊接長焊縫B（按B1～4順序焊接），長焊縫可采用隔條跳焊+分段對稱跳焊由中心向外焊的方法，以均勻分散焊縫熱量，使焊接時產(chǎn)生的應力及變形向外擴散，達到減小變形的效果；

3 筒體焊接

筒體由六層壁板層疊而成，每層壁板由4塊弧型板拼接而成，壁板材質為Q245R，厚度為8mm，板與板對接組裝而成；焊縫主要有縱向焊縫與環(huán)向焊縫組成。由于焊縫只有8mm，容易產(chǎn)生凹陷與波浪變形；

采取措施：

（1）焊接順序 先焊接縱焊縫，然后焊接環(huán)焊縫，最后焊接縱環(huán)交錯位置的T字焊縫；

（2）縱向焊縫焊接前，在縱向焊縫內側自上而下每400～500mm點焊一塊帶圓弧的門形架，外側使用槽鋼進行加固以控制焊接變形，槽鋼與縱縫相距60～100mm為宜；焊接時，把焊縫分成若干150～250mm長的小段，采用分段退焊法從下往上焊接。減少焊縫持續(xù)加熱時間，從而避免溫度過高引起變形，同時焊接增長方向相反的焊接可以與焊縫殘余應力相互抵消，從而減少變形；

（3）環(huán)向焊縫焊接前，在筒體內側每300～400mm均勻點焊板狀卡塊，每個點固焊焊點長度為20～30mm之間，以防止焊接時環(huán)向焊縫向內側收縮變形；焊接時，把焊縫均勻分成若干150～250mm長的小段，由四個焊工采用分段對稱退焊法見圖2（箭頭表示運條方向，A、B、C、D表示4位焊工，序號表示焊接順序，內側分段線表示卡塊位置，外側分段線表示焊縫分段線）焊接過程應盡可能同步，避免受熱不均勻產(chǎn)生變形或增加應力；

4 拱頂焊接

拱頂由18扇形板及1塊圓形板拼接而成，材料為Q245R，板厚為8mm；為T形接頭形式；

采取措施：

（1）先焊接扇形板焊縫，再焊接圓形板；

（2）拱頂整體鋪設完成后，在各扇形板離焊縫約50～60mm處平行點焊一條弧形板，每個點固焊焊點長度為20～30mm，以防止焊接時產(chǎn)生的波浪變形與凹陷；焊接時，把每條焊縫均勻分成若干150～250mm長的小段，由于拱頂焊縫需要內外焊接，可采用隔條跳焊+內外分段對稱跳焊法，自中心向外焊，以均勻分散焊縫熱量，使焊接時產(chǎn)生的應力及變形向外擴散，達到減小變形的效果；

5 筒體上附件焊接

筒體上附件主要包括支架和加強板，由于厚度只有8mm，焊接筒體外壁附件時會產(chǎn)生收縮應力容易造成筒體壁板凹陷；

采取措施：在焊接部件對應的筒體內壁點焊四塊臨時加強板，焊接時采用逐層對稱焊接方法并控制層間溫度。

6 結語

通過對廢液排放貯槽不同部件制定的針對性的防變形措施、優(yōu)化焊接順序及方法，三臺廢液排放槽經(jīng)過焊后檢驗，底板局部凹凸度最大值為18mm，筒體及拱頂?shù)木植堪纪棺冃谓?jīng)樣板檢查間隙最大值為8mm，焊接變形得到良好的控制效果，滿足核電廢液排放貯槽設計要求。

參考文獻：

[1]陳祝年.焊接工程師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[2]付榮柏.焊接變形的控制與矯正[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.