核電廠常規(guī)島除氧器帶墊板焊接工藝評定制作淺析

張棟 馬林梅 李峰

中核工程咨詢有限公司天津分公司 天津 300450

除氧器的主要作用就是對給水除氧（氣），滿足SG 的給水含氧量要求（期望值：〈1ppb;限值：3ppb〉；提供給水泵足夠吸入壓頭；加熱給水，提高循環(huán)效率；維持一定貯存水量；接收GCT 排放蒸汽、GSS 分離器疏水、APG 回收水及其他回水。除氧器本身又是給水回熱加熱系統(tǒng)中的一個混合加熱器，起了加熱給水，提高給水溫度的作用。寧德核電廠一期（1、2 號機組）常規(guī)島安裝除氧器合龍縫焊接之前，所涉及的焊接工藝要經(jīng)過《鋼制壓力容器焊接工藝評定》（JB4708）評定合格[1]。

1 焊接工藝評定焊前檢查要點

焊接工藝評定試件焊接之前，通常要從人、機、料、法、環(huán)五個方面進行細致的檢查，確保焊評相關(guān)準備工作滿足相關(guān)標準要求。

針對人員管理，應(yīng)建議焊工在焊接正式試件前相同工況下進行模擬焊接，保證焊工在良好狀態(tài)下進行焊接工藝評定。在火電建設(shè)施工過程中，帶墊板焊接工藝較為少見，焊工進行試焊，模擬工藝參數(shù)有利于正式焊接質(zhì)量達到預(yù)期效果[2]。

2 工藝評定試件的焊接

該工藝評定母材采用SA516Gr70,規(guī)格550×150×30，其主要合金元素是Mn、Si、Cr 和Ni，其重量百分比分別為1.05%Mn、0.35%Si、0.21%Cr 和0.2%Ni，其顯微組織具有鐵素體+珠光體，其主要力學性能見表1。

表1 工藝評定試件的母材力學性能

工藝評定試件的母材是由寶山鋼鐵股份有限公司制造，材質(zhì)證書BGSAJ0901230023700。焊前組對間隙為14±2mm，組對錯邊量均勻?qū)Φ龋刂圃?mm 以下；焊接前應(yīng)將墊板表面、坡口表面及兩側(cè)距離坡口邊緣至少25mm 內(nèi)清理干凈，露出金屬光澤；焊縫坡口形式為V 型，背面加墊板，墊板與試件要貼實。焊接方法采用鎢極氬弧焊（TIG）打底封邊+手工電弧焊（SMAW）填充和蓋面，焊材使用大西洋生產(chǎn)的氬弧焊絲（牌號CHG-56）和焊條（牌號CHE507），焊接位置為4G，襯墊材料是Q235A,規(guī)格是550×20×10，且應(yīng)提供材質(zhì)證明。焊前若焊件溫度為0℃至-18℃時，應(yīng)在始焊處100mm 范圍內(nèi)預(yù)熱到15℃以上。焊接工藝評定試件主要焊接條件見表2。

熔焊時由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的熱量，又稱為線能量。

線能量的計算公式：q=IU/υ

式中：I-焊接電流A，U-電弧電壓V，υ-焊接速度cm/s，q-線能量J/cm。

表2 焊接工藝評定主要焊接條件

第一層，1/1、1/2 兩道焊縫主要用于封邊，采用氬弧焊，電流160A-200A，焊接速度60-100mm/min，采用較大線能量，防止出現(xiàn)未熔合；1/3 道焊縫采用同上的焊接條件；

第二層至第九層填充使用SMAW 焊接方法，第二層至第六層焊條規(guī)格采用Φ3.2，盡可能小規(guī)范焊接，嚴格控制層間溫度；

第七層至第八層填充使用規(guī)格為Φ4.0 的焊條，蓋面使用規(guī)格為Φ3.2 的焊條。

3 焊接操作技術(shù)注意因素

（1）注意氬弧焊封邊焊接時墊板與試件之間的間隙，間隙盡可能小，且氬弧焊焊接時電流大小采用規(guī)范的上限，保證根部間隙熔合良好；

（2）采用SMAW 焊接方法填充蓋面時，焊條擺動幅度不得大于焊條直徑的3 倍；

（3）施焊過程中每層焊道之間的焊接接頭要錯10～15mm；且應(yīng)注意接頭和收弧的質(zhì)量，接頭應(yīng)熔合良好，外觀平齊；收弧時應(yīng)將熔池填滿[3]。

4 無損檢查

焊后應(yīng)進行100%外觀檢查，外觀檢查驗收標準按GB/T150-19984.2 滲透檢查外觀檢查合格后進行100%的RT 檢驗，RT 檢驗標準為JB/T4730-2005，透照等級為AB 級，合格級別為Ⅱ級；RT 檢驗在焊接完成24 小時后進行。

5 工藝評定性能試驗

根據(jù)《鋼制壓力容器焊接工藝評定》（JB4708）標準進行性能試驗，試驗項目包括拉伸試驗、側(cè)彎試驗、夏比沖擊試樣、硬度試驗以及微觀金相組織檢查。

6 結(jié)語

新的焊接工藝之前良好的焊接技能培訓是非常必要的，帶墊板焊接主要是注意氬弧焊封邊焊接時墊板與試件之間的間隙，氬弧焊焊接時的電流大小，總的要求就是墊板與試件之間要充分熔合，避免出現(xiàn)未熔合缺陷；加強焊接過程控制，如層間溫度的控制、每道每層焊縫嚴格自檢等進行控制，提高除氧器焊接工藝評定質(zhì)量可以為現(xiàn)場除氧器焊接提供良好的焊接工藝，保證了除氧器焊縫質(zhì)量。