VVER-1000型核電機組不銹鋼管道焊接質量管理

孫炳通

中圖分類號：F253.3 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2019）11-102-01

摘 要 田灣核電站3、4號機組采用俄羅斯設計的VVER- 1000型核電機組，不銹鋼管道的坡口較多采用T型坡口，焊接時對焊工的技能水平要求高，由于不銹鋼本身具有電阻率高、熱導率低、線膨脹系數大的特性，焊接時易產生較大的變形，焊接過程質量控制難度較大。本文簡要介紹了不銹鋼管道的焊接性，從焊材的選用、焊接工藝評定、焊接人員資格管理和焊接過程控制等方面采取相應管理措施進行不銹鋼管道焊接質量管理，通過在不銹鋼管道焊接質量控制管理中的實踐，管道焊接質量受控，質量控制管理措施有效。

關鍵詞 不銹鋼 焊接 質量管理

VVER-1000型核電機組核島大部分管道系統采用不銹鋼，焊接工作量大，施工質量要求高。與國內其它核電站不銹鋼管道焊接不同，此機型不銹鋼管道焊口較多采用“T型”坡口，焊接時減少了焊材填充量，提高了焊接效率，但焊接過程中對焊工的技能水平要求高，由于不銹鋼管道具有電阻率大、線膨脹系數大、低熱導率等特點，焊接工藝復雜，質量控制管理難度較大，采取措施保證不銹鋼管道焊接質量非常重要。

一、母材

不銹鋼管道的材料主要有俄供不銹鋼管08X18H10T和中供不銹鋼管321（包括TP321、WP321、F321），均屬于低碳級奧氏體型不銹鋼。奧氏體不銹鋼焊接性較好，在氧化性環境中具有優良的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能[1]。

二、焊材的選用

焊接材料的選擇原則主要是依據焊接結構材料的化學成分、力學性能等，保證焊縫金屬的強度、塑性、韌性與母材相匹配。通過分析，焊材ER347、E347-15、Cв-04X19H11M3、ЗА-400/10Т化學成分、抗拉強度、伸長率等均與母材321（08X18H10T）相近，施工現場選用的中供焊絲型號為ER347，焊條型號為E347-15；俄供焊絲型號為Cв-04X19H11M3，焊條型號為ЗА-400/10Т。

三、焊接工藝評定

不銹鋼管道焊接主要采用鎢極氬弧焊（TIG）、氬-電聯合焊（TIG+SMAW）兩種焊接方法。對按照標準的焊接工藝進行評定，并編制焊接工藝卡，用于指導焊工進行現場焊接施工。質量管理中要對焊接工藝評定過程進行監督檢查，對焊接工藝評定報告資料進行審查，以確保焊接工藝評定的有效性。

四、焊接人員資格管理

焊工、焊接操作工從事相應的焊接工作須按要求參加考核并取得相應資質證書，核級焊工、焊接操作工按照《民用核安全設備焊工和焊接操作工資格管理規定》HAF603要求取證。建立合格焊工資格清單，進行動態更新管理，確保焊工資格項目在有效期內。

五、焊接過程控制

（一）管道的組裝、組對

不銹鋼管道焊口組裝前，應對管道坡口表面及其兩側至少20mm范圍進行打磨清理，不允許存在氧化皮、油、毛刺、灰塵等污物，清除時應用不銹鋼專用砂輪片，不能與碳鋼管道機具混用，防止鐵素體污染。

對于采用手工焊條電弧焊施焊的焊口，焊接前應在坡口兩側不小于100mm以內加蓋防火布以防止焊接飛濺損傷母材。

不銹鋼管道裝配時，使用不銹鋼專用裝卡具，不銹鋼管道焊口組對點焊時，選用的焊接參數、焊材、組對間隙、錯邊量等應符合施工圖紙、焊接工藝卡等技術文件要求。

（二）背部充氬保護

對于不銹鋼管道焊接環節有著非常嚴格的要求，尤其是對焊縫背部保護，如背部保護不良，容易造成背部發渣、影響焊縫力學性能。為保證焊縫背部焊接質量，手工鎢極氬弧焊（包括氬-電聯合焊時打底焊道）的最初兩層焊縫需進行背部充氬保護。

背部充氬保護的方式可采用整管充氬、造氣室法、跟蹤充氬法、水溶紙法。對水溶紙的使用進行嚴格控制，必須經過相關單位人員認可批準，否則不允許使用水溶紙。

（三）焊接環境要求

不銹鋼管道焊接對現場環境有嚴格的要求，施焊區域環境溫度不能低于-5℃，環境溫度過低，造成焊縫過快冷卻，容易產生裂紋等缺陷，當環境不滿足要求時，需采取相應的措施，否則禁止焊接。

（四）焊接注意事項

（1）焊接時應盡量采用低的熱輸入、窄焊道、短電弧的焊接方法，嚴格控制層間溫度低于100℃。

（2）嚴禁在坡口外任何地方起弧，焊條手工電弧焊時，焊道的寬度不得超過焊條直徑的3倍。

（3）采用多層多道焊時，每道接頭部位均應錯開；焊接完成后需要對焊縫進行目視檢查，焊縫質量有缺陷部位應采用機械打磨去除。

六、總結

奧氏體不銹鋼管道焊接質量要求高，現場施工環境復雜，對焊工技能要求較高，現場焊接施工過程中從人、機、料、法、環等各方面進行嚴格控制，通過采取相應的控制措施進行質量控制管理，不銹鋼管道焊接射線檢驗一次合格率較高，現場不銹鋼管道焊接整體質量處于良好的受控狀態，為后續同類項目不銹鋼管道焊接質量管理提供了可借鑒的經驗。

參考文獻：

[1]王超.核電設備制造中的管道預制[J].工程建設與設計，2011（7）：45-47.

[2]李嚴.壓水堆核電廠奧氏體不銹鋼管道焊接質控要點[J].城市建設理論研究（電子版），2015（7）：483-484.

[3]ПНАЭ Г-7-010-89，《核動力裝置的設備和管道焊接接頭和堆焊的檢驗規程》.