M310堆型核電機組換料水箱焊接質控要點

李嚴 馬尚國 李偉剛

中圖分類號：TM632 文獻標識：A 文章編號：1674- 1145（2020）02- 157- 01

摘 要 通過在M310機組換料水箱焊接質量控制的監理實踐，本文對換料水箱安裝方法及步驟、焊前施工準備、焊接過程控制及需注意的事項、焊縫無損檢驗方面做了詳細介紹，采取了有效的質量控制措施及變形控制措施，為后續同類型儲罐的焊接質量控制積累了一定的經驗。

關鍵詞 倒裝法 焊接 無損檢驗 變形控制

換料水箱為立式常壓容器，罐體的外形尺寸為12500*12500* 19500m m，主體材質為00Cr19Ni10，規范等級為RCCM-2級，焊縫質量要求高，質量控制難度大。換料水箱主要由上封頭（28塊）、一個由多段不同壁厚筒節焊接制成的圓柱形筒體（8層）、下封頭（33塊）、檢修平臺和梯子組成，設有進水管口、出水管口、溢流管口、液位計管口、排氣管口、儀表管口、取樣管口、加熱器管口和人孔。

一、換料水箱焊接過程

（一）部件的組對

換料水箱定位時采用兩種方法進行定位，一種是采用不銹鋼定位塊；另一種是直接在坡口處點焊，定位焊縫的長度、厚度、間距，應能保證焊縫在正式焊接過程中不致開裂，長度一般在30～50m m，定位焊縫作為產品焊縫的一部分時，必須保證定位焊縫無任何缺陷。

（二）焊接過程

換料水箱的主體焊接主要采用TIG和SMAW兩種焊接方法進行焊接

1.下封頭焊接

換料水箱下封頭由邊緣板、中幅板組成，邊緣板帶墊板對接焊縫采用TIG+SMAW的焊接方法，中幅板搭接焊縫采用SMAW的焊接方法。下封頭焊接時質量控制要點如下：

下封頭安裝前，按照圖紙要求的尺寸在基礎上畫出底板外緣線，考慮焊接收縮變形引起的下封頭直徑變小，應將下封頭直徑放大約20m m進行組裝。

邊緣板對接焊縫焊接前應將墊板與邊緣板一側進行焊接，如圖所示，然后再進行邊緣板的組對，焊接時應先從墊板未焊接固定的一側進行，以防止焊接變形引起邊緣板與墊板間產生間隙造成射線檢驗不合格。

邊緣板焊接完成后進行中幅板的焊接，為減小焊接變形，焊接中幅板時由中間向四周焊接，先焊接短焊縫，后焊接長焊縫，采用分段退焊的方法進行焊接。為防止下封頭與筒體角焊縫焊接造成中幅板鼓包變形，施工時先將邊緣板和中幅板進行點焊固定，待筒體部分和筒底角焊縫焊接完成后再進行邊緣板和中幅板焊縫的焊接。

中幅板搭接焊縫焊接完成第一道時應進行100%液體滲透檢驗，施工過程中應重點關注，避免漏檢的情況出現。

2.筒體與下封頭、上封頭焊接

筒體與下封頭、上封頭角焊縫焊接主要采用SMAW的焊接方法，選用背部清根的焊接工藝進行焊接，筒體與下封頭、上封頭角焊縫焊接時質量控制要點如下：

筒體與上封頭角焊縫必須先焊接外側，外側焊接完成后再進行筒體內側清根、焊接，如先進行內側焊接，外側焊縫無法進行清根，影響焊接質量。

由于第一層筒體厚度達到31m m，筒體與下封頭角焊縫熔敷金屬填充量大，所以在焊接前應在角焊縫內、外側進行剛性固定（即采用型鋼斜撐），以防止焊接變形。

筒體與下封頭、上封頭角焊縫不能進行RT和UT檢驗，焊接過程中采用每三層熔敷焊道進行一次液體滲透檢驗。

3.筒體焊接

換料水箱筒體立焊縫、環焊縫焊接主要采用SMAW的焊接方法，選用背部清根的焊接工藝進行焊接，采用多層多道焊，筒體焊縫焊接時質量控制要點如下：

筒體焊接應先焊接立焊縫，再焊接環焊縫；立焊縫組對時需考慮焊縫收縮變形引起的筒體周長的減小，故應將筒體直徑擴大約10m m左右已保證筒體尺寸符合圖紙等技術文件要求。

焊縫引弧、收弧處易于產生未熔合、夾渣、氣孔等缺陷，故立焊縫焊接前應在筒節上、下兩端添加引弧板、收弧板以防止立焊縫端部缺陷堆積造成焊縫質量不符合項要求，引弧板、收弧板清除時，禁止用錘擊落，避免撕裂母材。

4.上封頭焊接

換料水箱上封頭焊接采用SMAW焊接方法，選用背部清根的焊接工藝進行焊接，上封頭對接焊縫焊接時質量控制要點如下：

上封頭在焊接之前，應先搭設一個用型鋼制作的弧形半球支撐用于上封頭的組對，由于型鋼為碳鋼材質，所以應在型鋼上表面點焊不銹鋼板與上封頭進行隔離，防止不銹鋼污染。

上封頭焊縫內側焊接均處于仰焊位置，焊接施工難度大，容易產生未熔合、氣孔等焊接缺陷，應安排經驗豐富、手法熟練的焊工進行焊接。

由于上封頭對接焊縫采用背部清根的焊接工藝，當上封頭外側焊接完成后需從內側進行根部清根，但焊縫內側與筒體相交位置空間受限，清根十分困難，故要求焊工焊接外部焊縫到此位置時，盡量保證單面焊透，內側只需稍微清理后再焊接一道即可。

二、無損檢驗

在焊接過程中和焊接完成后，應嚴格按照標準要求對換料水箱進行無損檢驗，制作過程中采用的無損檢驗方法有焊縫外觀檢查（VT）、液體滲透（PT）、射線探傷（RT）。

三、返修

無損檢驗過程中應嚴格按照標準要求對焊縫進行打磨或返修處理，返修時如需進行補焊，應按照原焊縫焊接工藝進行焊接，同一部位允許返修2次數，如在同一位置需進行第三次返修時需開啟不符合項進行處理。

四、結語

換料水箱焊接主要有兩方面控制難點：一是主體焊縫應全部保證焊透；二是由于儲罐采用不銹鋼材質，體積較大，需防止產生較大變形，保證儲罐整體尺寸滿足要求，必須從人、機、料、法、環五方面嚴格把關，做好事前、事中、事后質量控制。