國內自主核電機組內置換料水箱的焊接工作探討分析

張佳　徐朋

摘 要：文章主要介紹了國內某自主核電機組換料水箱在焊接施工中存在的問題，分析了施工單位在處理換料水箱的焊接過程中暴露出的問題。施工單位應切實加強對自主核電機組新技術的研究，重視國內標準在核電機組的應用，為國內后續自主核電機組焊接施工提供借鑒經驗。

關鍵詞：自主核電;內置換料水箱;焊接施工

國內自主核電機組內置換料水箱作為反應堆廠房結構的一部分，其位于反應堆廠房的底部，是一個內襯不銹鋼襯里的鋼筋混凝土結構。在換料期間，為反應堆換料水池充水，在事故工況下，為安注系統和安噴系統提供安全水源。該自主核電機組內置換料水箱內有不銹鋼襯里，并設置過濾系統。內置換料水箱在結構設計、載荷設計（正常載荷、各種瞬態下的載荷、地震載荷等）方面的設計基準及要求與安全殼設計一致。

1 換料水箱焊接情況

國內該自主核電機組在內置換料水箱頂部、墻壁和底部均安裝不銹鋼覆面，不銹鋼材質均為022Cr19Ni1，頂板、壁板、底板厚度分別為3mm、4mm、6mm（地坑覆面厚度為6mm），頂板由膨脹螺栓直接錨固在一次混凝土上，壁板及底板以專用型鋼作為焊接墊板對接拼裝而成。該換料水箱在進行密封試驗時發現存在滴漏，經排查，在換料水箱凸臺110°包邊折彎處（焊縫熱影響區位置）存在長8mm缺陷（折彎和拼接焊縫交匯處），隨后施工單位開啟不符合項處理，所采取的處理措施為：1）按照原已評定的工藝評定（背面有氬氣保護的手工氬弧焊（TIG））參數進行背面無氬氣保護情況下的模擬焊接試驗;2）對缺陷位置進行焊接，焊接參數按模擬試驗焊接參數進行補焊作業。

在換料水箱凸臺包邊焊縫缺陷處理過程中，施工單位在現有焊接工藝評定不能覆蓋的情況下，采取制作焊接模擬件并進行晶間腐蝕試驗驗證后進行返修補焊，補焊過程僅開啟不符合項，并未形成設計變更和形成任何設計分析報告。

2 法規和標準要求

《核電廠質量保證安全規定》[1]（HAF003）中8.1節規定“當所達到的質量取決于所使用的工藝過程，且不能通過對成品的檢查來驗證時（例如在焊接、熱處理和無損檢驗中使用的工藝），必須根據有關的規范、標準、技術規格書、準則的要求或其他特殊要求，制定一些措施并形成文件，以保證這些工藝由合格的人員、按照認可的程序和使用合格的設備，按現有標準來完成。對于現有規范、標準、技術規格書和準則尚未包括的工藝或質量要求超出這些文件規定的情況，必須對人員資格、程序或設備的鑒定要求另行作出規定”。

《壓水堆核電廠核島機械設備焊接規范第3部分：焊接工藝評定》[2]（NB/T 20002.3-2013）中規定：焊接工藝如發生背面保護方法（整體或局部）的改變，則焊接工藝評定無效。厚度小于5mm的奧氏體不銹鋼零件進行TIG焊接時，背面應采用惰性氣體進行保護以防止氧化。

3 存在的問題及思考

3.1 存在問題

施工單位在對換料水箱進行補焊活動時未提請開展焊接工藝評定，并且在不符合項報告中，缺少原設計單位的論證分析，不符合《核電廠質量保證安全規定》（HAF003）中相關規定。施工單位的補焊活動違反了《壓水堆核電廠核島機械設備焊接規范第3部分：焊接工藝評定》（NB/T 20002.3-2013）中對工藝評定和焊接工藝要求的兩項準則。

3.2 對問題的思考

1）國內一些具有成熟技術的機組中多次存在采取上述方式進行換料水池焊縫的缺陷處理，施工單位存在經驗主義，對自主核電機組換料水箱的特殊性考慮不足，以慣性思維照搬老經驗進行焊接處理，暴露出施工單位對國內核電機組自主知識產權、國內標準應用認識不深入，導致施工過程中多次出現違反法規和標準的現象。

2）施工單位應高度重視核安全物項的施工，尤其重視焊接施工和無損檢驗，根據核安全法規及標準的要求，對換料水箱焊接工藝不滿足的情況下，應重新開展焊接工藝評定，加強焊接過程的控制，保證焊接質量。

4 結論

通過對換料水箱的焊接施工出現的問題進行分析，本文認為國內自主核電機組施工單位應高度重視培育核安全文化意識和核安全物項的施工，加強對國內自主核電機組新技術、新工藝、新設備以及國內新標準的研究，焊接施工應嚴格按法規及標準規范要求開展，加強焊接過程質量控制，確保核安全物項質量。

參考文獻：

[1]核電廠質量保證安全規定.

[2]壓水堆核電廠核島機械設備焊接規范第3部分：焊接工藝評定（NB/T 20002.3-2013）