不銹鋼覆面安裝、焊接質(zhì)量控制

蘇曉坡　楊毅忠

摘 要：該文介紹核電廠工程中不銹鋼覆面的安裝、焊接質(zhì)量控制，適用于不銹鋼覆面板材料驗(yàn)收、安裝各主要工序的質(zhì)量控制工作。重點(diǎn)介紹了乏燃料水池不銹鋼覆面的安裝、焊接及無損檢測(cè)的具體要求和注意事項(xiàng)，為核電廠建設(shè)工程中不銹鋼覆面安裝焊接質(zhì)控工作提供參考。

關(guān)鍵詞：不銹鋼覆面 安裝 焊接 無損檢測(cè) 整體尺寸

中圖分類號(hào)：TU712.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（a）-0087-02

1 不銹鋼覆面簡(jiǎn)介

在核電站生產(chǎn)運(yùn)行過程中，核燃料的更換及廢料的運(yùn)輸、臨時(shí)貯存一般都在水池中進(jìn)行。為防止核輻射和放射性物質(zhì)的滲漏，存放和接觸核燃料的水池全部用不銹鋼鋼板貼覆，形成不銹鋼覆面。

由于其使用功能的特殊性，這種不銹鋼覆面從設(shè)計(jì)到制造、安裝，以及檢驗(yàn)均有極為嚴(yán)格的要求。監(jiān)理人員必須按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件的要求，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。

使用到不銹鋼覆面的水池主要有：反應(yīng)堆廠房的反應(yīng)堆堆腔換料水池，燃料廠房的燃料轉(zhuǎn)運(yùn)艙、乏燃料水池、容器準(zhǔn)備井和容器裝載井。

2 一般要求

2.1 不銹鋼覆面板的材料

選用超低碳的00Cr19Ni10，這種不銹鋼耐腐蝕性能好。乏燃料水池池底覆面板的厚度為6 mm、池壁覆面板厚度為4 mm，其它水池覆面板的厚度為3 mm。其還需滿足以下特殊要求：鋼板中B元素熔煉分析和成品分析含量應(yīng)≤0.0018%；Co元素含量應(yīng)≤0.20%。

2.2 不銹鋼覆面板的焊接材料

焊接材料為ER316L，其成分和性能要滿足技術(shù)文件相應(yīng)焊接材料數(shù)據(jù)表的要求，并應(yīng)按上文中覆面板材料的要求控制焊材中Co的含量。

焊材在使用前應(yīng)經(jīng)過焊材評(píng)定、驗(yàn)收，合格后方可使用。

2.3 焊接工藝評(píng)定

覆面板焊接前應(yīng)經(jīng)過焊接工藝評(píng)定，焊接工藝評(píng)定應(yīng)在有代表性的焊接接頭試件上進(jìn)行，且評(píng)定的實(shí)施應(yīng)在與產(chǎn)品焊接相同的條件下進(jìn)行，尤其是夾緊條件。

2.4 人員要求

不銹鋼覆面安裝施工相關(guān)的人員應(yīng)符合以下要求：焊工、無損檢測(cè)人員應(yīng)按HAF603、HAF602的相關(guān)規(guī)定取得相應(yīng)資格；理化檢驗(yàn)人員和其它特殊工種應(yīng)經(jīng)過專門培訓(xùn)并取得相應(yīng)操作證。

2.5 安裝環(huán)境

要設(shè)有專用不銹鋼施工的場(chǎng)地，其應(yīng)與其他碳鋼作業(yè)隔離。場(chǎng)地內(nèi)應(yīng)定期進(jìn)行清潔，保持場(chǎng)地合適的清潔度要求。在施工現(xiàn)場(chǎng)都應(yīng)配備足夠的消防安全器具。作業(yè)場(chǎng)地周圍無易燃易爆物品，各項(xiàng)安全措施到位。

2.6 施工工機(jī)具、設(shè)備的要求

有關(guān)的計(jì)量、檢驗(yàn)器具應(yīng)符合相應(yīng)計(jì)量法規(guī)的要求并定期進(jìn)行標(biāo)定且在有效期內(nèi)。通用設(shè)備使用前應(yīng)進(jìn)行徹底的清潔，必要時(shí)應(yīng)用不銹鋼材料隔離。使用對(duì)不銹鋼不產(chǎn)生污染的材料制成的工具，如不銹鋼打磨用砂輪、不銹鋼專用刷子應(yīng)，禁止與碳鋼加工時(shí)共用。

3 乏燃料水池不銹鋼覆面的安裝

乏燃料水池是完成對(duì)燃料組件的貯存、“模擬堆芯”裝卸料、燃料組件內(nèi)部件更換、破損燃料組件的儲(chǔ)存等一系列工藝操作的區(qū)域。乏燃料水池為12.608×8.008×12.660 m的矩形不銹鋼水池，覆面板都是焊接在一體化的不銹鋼專用鋼結(jié)構(gòu)上（如圖1所示）。

與其他水池不銹鋼覆面相比較，乏池不銹鋼覆面設(shè)計(jì)、安裝及檢驗(yàn)要復(fù)雜的多，所以這里只著重介紹乏池不銹鋼覆面安裝及檢驗(yàn)。

3.1 安裝前定位

在預(yù)先安裝好的專用鋼結(jié)構(gòu)上畫出其中心線，并根據(jù)覆面板的尺寸畫出定位線。在覆面板的四周適當(dāng)位置沿定位線點(diǎn)焊幾塊起定位作用的限位小鋼板，以便于保證覆面板的安裝位置準(zhǔn)確，小鋼板應(yīng)容易去除且不影響后續(xù)的施工質(zhì)量。

3.2 安裝

3.2.1 安裝順序

不銹鋼覆面板的安裝順序?yàn)橄瘸乇诤蟪氐祝乇谟謶?yīng)采用由下至上，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單、先中間后兩邊的順序安裝。

3.2.2 安裝步驟

（1）試裝就位：用行車將覆面板緩慢吊至適當(dāng)位置，人工調(diào)節(jié)覆面板使其與限位小鋼板內(nèi)緣對(duì)齊，并試著將覆面板沿限位板推入，貼緊池壁。

（2）取出覆面板，在圖紙要求的位置涂上密封膠，再次將覆面板沿限位板推入，并貼緊池壁。注意密封膠不應(yīng)離焊接區(qū)域太近，避免膠受熱蒸發(fā)在焊縫上產(chǎn)生氣孔。

（3）點(diǎn)焊固定：將覆面板點(diǎn)焊在專用鋼結(jié)構(gòu)上，點(diǎn)焊的間距約200mm，點(diǎn)焊的長(zhǎng)度約20mm～30mm，點(diǎn)焊的同時(shí)要用木槌輕輕敲打覆面板使其與襯墊型鋼緊貼。

（4）組面：按照上述方法和安裝順序?qū)⒃撁娉乇诘母裁姘逡灰痪臀还潭ǎ⒁饨M對(duì)間隙。

（5）焊接：檢查合格后，按照焊接工藝卡的要求對(duì)各拼接焊縫施焊。

（6）無損檢驗(yàn)：所有密封焊縫均要求按順序做100%VT、100%LT、100%PT檢查，對(duì)于覆面板對(duì)接焊縫還要做100%RT檢查。

（7）整體尺寸檢查：按設(shè)計(jì)圖紙、文件要求進(jìn)行整體尺寸檢查。

4 焊接及無損檢測(cè)的具體要求

4.1 焊接要求

4.1.1 安裝焊接前試驗(yàn)

承包商應(yīng)預(yù)先用相同的鋼板和型鋼制作射線檢驗(yàn)樣品，記錄以下缺陷作為參考：

型鋼焊接熔合不足、燒穿、未熔合、未焊透、夾鎢。

4.1.2 焊接過程要求

覆面板的拼焊主要采用鎢極氬弧焊，焊接方式采取逆向退焊、先短后長(zhǎng)、先橫后立的原則。用不銹鋼絲刷或純棉紗布蘸丙酮擦拭焊接坡口及其附近區(qū)域。焊縫長(zhǎng)度超過500 mm都要分段施焊。嚴(yán)禁鐵素體鋼由于飛濺等原因造成的不銹鋼覆面的污染。

4.2 無損檢測(cè)要求

4.2.1 焊接前VT檢查

坡口及鄰近區(qū)域應(yīng)無水、油脂、氧化物和其它影響焊接質(zhì)量的物質(zhì)；兩對(duì)接板的錯(cuò)邊不得大于0.8 mm。endprint

4.2.2 焊接過程中的VT檢查

焊接過程中焊工應(yīng)對(duì)每一焊道進(jìn)行目視檢驗(yàn)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)去除后方可繼續(xù)焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT檢查

第一條焊縫焊接完成后應(yīng)盡快督促施工單位安排VT、LT、PT、RT，驗(yàn)證焊接工藝在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用效果。無損檢測(cè)應(yīng)按照VT、LT、PT、RT的順序進(jìn)行，并滿足以下要求：

焊縫外觀應(yīng)平滑規(guī)則；凡被電弧燒傷的地方均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，打磨平整，保持鋼板的原有厚度；不允許焊縫未焊滿；不允許存在任何咬邊、未熔合、未焊透、裂紋；不允許余高超過1.5 mm；不允許錯(cuò)邊超過0.8 mm；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的氣孔；不允許存在最大尺寸超過1.5 mm的夾渣；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的夾鎢。

4.2.4 真空盒檢驗(yàn)（LT）

真空盒檢驗(yàn)（LT）是不銹鋼覆面檢漏的重要檢測(cè)方法，相對(duì)于VT、PT、RT來說，監(jiān)理人員對(duì)LT比較陌生，所以這里單獨(dú)介紹一下其檢測(cè)實(shí)施的注意事項(xiàng)，原理則不再贅述。

（1）起泡溶液的標(biāo)定

試驗(yàn)期間每天和每次制備了起泡溶液以后都要對(duì)起泡溶液進(jìn)行標(biāo)定：在經(jīng)標(biāo)定的泄漏板上，涂一層起泡溶液，抽盒內(nèi)真空達(dá)到內(nèi)外壓力差為0.5×105 Pa，如果有一個(gè)或多個(gè)氣泡可被觀察到，則可認(rèn)為該溶液是可用的。

（2）真空盒檢驗(yàn)要求：焊縫經(jīng)VT檢查合格后，PT檢查之前，并盡可能在焊縫焊接完成后立即進(jìn)行；鋼板的表面溫度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布對(duì)焊縫表面及鄰近區(qū)域進(jìn)行去污，并使其干燥。

（3）實(shí)施：刷涂起泡溶液，將真空盒放置到焊縫上，降低盒內(nèi)壓力使其內(nèi)外壓力差達(dá)到0.5×105 Pa，保壓至少30 s，觀察受檢部位情況。注意和下一受檢區(qū)域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整體尺寸檢查要求

5.1 整體偏差

覆面板必須安裝在兩個(gè)平行平面所限定的區(qū)域內(nèi)，兩平行平面距施工圖規(guī)定的理論平面的距離為整體偏差。對(duì)于乏燃料水池池底覆面板整體偏差為±5 mm。

5.2 局部偏差

對(duì)于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m長(zhǎng)度測(cè)量，坡度不得超過4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m長(zhǎng)度測(cè)量，凹陷深度不得超過3 mm。

（3）在相鄰兩覆面的焊縫連接處，兩覆面板間的水平坡度不應(yīng)超過1/20；任何一側(cè)的錯(cuò)位不應(yīng)超過0.8 mm，當(dāng)有墊板焊接時(shí)，兩塊鋼板的錯(cuò)位偏差可以忽略不計(jì)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合以上質(zhì)控要點(diǎn)、難點(diǎn)及其控制方法的分析可以看出，監(jiān)理人員通過熟悉設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件的要求，并注重上述控制重點(diǎn)和控制方法，可以大幅度減少不銹鋼覆面安裝焊接中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，對(duì)保證不銹鋼覆面安裝的順利進(jìn)行及整體質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則 RCC-M（200版 含2002補(bǔ)遺）.

[2] 民用核安全設(shè)備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定HAF603.

[3] 民用核安全設(shè)備無損檢驗(yàn)人員資格管理規(guī)定HAF602.

[9] 濮繼龍.大亞灣核電站運(yùn)行教程[M].原子能出版社，1998.endprint

4.2.2 焊接過程中的VT檢查

焊接過程中焊工應(yīng)對(duì)每一焊道進(jìn)行目視檢驗(yàn)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)去除后方可繼續(xù)焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT檢查

第一條焊縫焊接完成后應(yīng)盡快督促施工單位安排VT、LT、PT、RT，驗(yàn)證焊接工藝在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用效果。無損檢測(cè)應(yīng)按照VT、LT、PT、RT的順序進(jìn)行，并滿足以下要求：

焊縫外觀應(yīng)平滑規(guī)則；凡被電弧燒傷的地方均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，打磨平整，保持鋼板的原有厚度；不允許焊縫未焊滿；不允許存在任何咬邊、未熔合、未焊透、裂紋；不允許余高超過1.5 mm；不允許錯(cuò)邊超過0.8 mm；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的氣孔；不允許存在最大尺寸超過1.5 mm的夾渣；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的夾鎢。

4.2.4 真空盒檢驗(yàn)（LT）

真空盒檢驗(yàn)（LT）是不銹鋼覆面檢漏的重要檢測(cè)方法，相對(duì)于VT、PT、RT來說，監(jiān)理人員對(duì)LT比較陌生，所以這里單獨(dú)介紹一下其檢測(cè)實(shí)施的注意事項(xiàng)，原理則不再贅述。

（1）起泡溶液的標(biāo)定

試驗(yàn)期間每天和每次制備了起泡溶液以后都要對(duì)起泡溶液進(jìn)行標(biāo)定：在經(jīng)標(biāo)定的泄漏板上，涂一層起泡溶液，抽盒內(nèi)真空達(dá)到內(nèi)外壓力差為0.5×105 Pa，如果有一個(gè)或多個(gè)氣泡可被觀察到，則可認(rèn)為該溶液是可用的。

（2）真空盒檢驗(yàn)要求：焊縫經(jīng)VT檢查合格后，PT檢查之前，并盡可能在焊縫焊接完成后立即進(jìn)行；鋼板的表面溫度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布對(duì)焊縫表面及鄰近區(qū)域進(jìn)行去污，并使其干燥。

（3）實(shí)施：刷涂起泡溶液，將真空盒放置到焊縫上，降低盒內(nèi)壓力使其內(nèi)外壓力差達(dá)到0.5×105 Pa，保壓至少30 s，觀察受檢部位情況。注意和下一受檢區(qū)域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整體尺寸檢查要求

5.1 整體偏差

覆面板必須安裝在兩個(gè)平行平面所限定的區(qū)域內(nèi)，兩平行平面距施工圖規(guī)定的理論平面的距離為整體偏差。對(duì)于乏燃料水池池底覆面板整體偏差為±5 mm。

5.2 局部偏差

對(duì)于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m長(zhǎng)度測(cè)量，坡度不得超過4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m長(zhǎng)度測(cè)量，凹陷深度不得超過3 mm。

（3）在相鄰兩覆面的焊縫連接處，兩覆面板間的水平坡度不應(yīng)超過1/20；任何一側(cè)的錯(cuò)位不應(yīng)超過0.8 mm，當(dāng)有墊板焊接時(shí)，兩塊鋼板的錯(cuò)位偏差可以忽略不計(jì)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合以上質(zhì)控要點(diǎn)、難點(diǎn)及其控制方法的分析可以看出，監(jiān)理人員通過熟悉設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件的要求，并注重上述控制重點(diǎn)和控制方法，可以大幅度減少不銹鋼覆面安裝焊接中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，對(duì)保證不銹鋼覆面安裝的順利進(jìn)行及整體質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則 RCC-M（200版 含2002補(bǔ)遺）.

[2] 民用核安全設(shè)備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定HAF603.

[3] 民用核安全設(shè)備無損檢驗(yàn)人員資格管理規(guī)定HAF602.

[9] 濮繼龍.大亞灣核電站運(yùn)行教程[M].原子能出版社，1998.endprint

4.2.2 焊接過程中的VT檢查

焊接過程中焊工應(yīng)對(duì)每一焊道進(jìn)行目視檢驗(yàn)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)去除后方可繼續(xù)焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT檢查

第一條焊縫焊接完成后應(yīng)盡快督促施工單位安排VT、LT、PT、RT，驗(yàn)證焊接工藝在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用效果。無損檢測(cè)應(yīng)按照VT、LT、PT、RT的順序進(jìn)行，并滿足以下要求：

焊縫外觀應(yīng)平滑規(guī)則；凡被電弧燒傷的地方均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，打磨平整，保持鋼板的原有厚度；不允許焊縫未焊滿；不允許存在任何咬邊、未熔合、未焊透、裂紋；不允許余高超過1.5 mm；不允許錯(cuò)邊超過0.8 mm；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的氣孔；不允許存在最大尺寸超過1.5 mm的夾渣；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的夾鎢。

4.2.4 真空盒檢驗(yàn)（LT）

真空盒檢驗(yàn)（LT）是不銹鋼覆面檢漏的重要檢測(cè)方法，相對(duì)于VT、PT、RT來說，監(jiān)理人員對(duì)LT比較陌生，所以這里單獨(dú)介紹一下其檢測(cè)實(shí)施的注意事項(xiàng)，原理則不再贅述。

（1）起泡溶液的標(biāo)定

試驗(yàn)期間每天和每次制備了起泡溶液以后都要對(duì)起泡溶液進(jìn)行標(biāo)定：在經(jīng)標(biāo)定的泄漏板上，涂一層起泡溶液，抽盒內(nèi)真空達(dá)到內(nèi)外壓力差為0.5×105 Pa，如果有一個(gè)或多個(gè)氣泡可被觀察到，則可認(rèn)為該溶液是可用的。

（2）真空盒檢驗(yàn)要求：焊縫經(jīng)VT檢查合格后，PT檢查之前，并盡可能在焊縫焊接完成后立即進(jìn)行；鋼板的表面溫度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布對(duì)焊縫表面及鄰近區(qū)域進(jìn)行去污，并使其干燥。

（3）實(shí)施：刷涂起泡溶液，將真空盒放置到焊縫上，降低盒內(nèi)壓力使其內(nèi)外壓力差達(dá)到0.5×105 Pa，保壓至少30 s，觀察受檢部位情況。注意和下一受檢區(qū)域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整體尺寸檢查要求

5.1 整體偏差

覆面板必須安裝在兩個(gè)平行平面所限定的區(qū)域內(nèi)，兩平行平面距施工圖規(guī)定的理論平面的距離為整體偏差。對(duì)于乏燃料水池池底覆面板整體偏差為±5 mm。

5.2 局部偏差

對(duì)于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m長(zhǎng)度測(cè)量，坡度不得超過4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m長(zhǎng)度測(cè)量，凹陷深度不得超過3 mm。

（3）在相鄰兩覆面的焊縫連接處，兩覆面板間的水平坡度不應(yīng)超過1/20；任何一側(cè)的錯(cuò)位不應(yīng)超過0.8 mm，當(dāng)有墊板焊接時(shí)，兩塊鋼板的錯(cuò)位偏差可以忽略不計(jì)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合以上質(zhì)控要點(diǎn)、難點(diǎn)及其控制方法的分析可以看出，監(jiān)理人員通過熟悉設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件的要求，并注重上述控制重點(diǎn)和控制方法，可以大幅度減少不銹鋼覆面安裝焊接中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，對(duì)保證不銹鋼覆面安裝的順利進(jìn)行及整體質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則 RCC-M（200版 含2002補(bǔ)遺）.

[2] 民用核安全設(shè)備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定HAF603.

[3] 民用核安全設(shè)備無損檢驗(yàn)人員資格管理規(guī)定HAF602.

[9] 濮繼龍.大亞灣核電站運(yùn)行教程[M].原子能出版社，1998.endprint