三代核電結構模塊拼裝焊接質量控制

【摘 要】三代核電結構模塊拼裝焊接質量事關核電站的安全性和可靠性，必須嚴格控制。本文通過焊接質量體系和施工過程兩個不同環(huán)節(jié)進行控制，以達到對結構模塊拼裝焊接質量控制的目的。

【關鍵詞】結構模塊；拼裝；焊接；質量控制

三代核電結構模塊主要分布在核島及輔助廠房區(qū)域，功能主要是作為結構墻體、結構樓板、樓梯以及其它輔助結構，使核島及輔助廠房內部形成不同的獨立區(qū)及相應的結構體。結構模塊焊接具有結構復雜，外形尺寸大，焊接量大的特點，如CA20結構模塊由32個墻體模塊和40個樓板模塊組成，長21.4m，寬14.2m，高20.7m，存在不同厚度，不同材質之間的焊接，見圖1所示。

1、焊接質量體系控制

1.1焊接質量管理體系

首先要建立一套包括施工承包商、EPC總承包商、監(jiān)理和業(yè)主各單位之間的科學規(guī)范的質量控制體系，每個環(huán)節(jié)都應明確職責和分工。其次施工承包商編制結構模塊施工質量保證手冊：要明確質量方針，質量組織機構，質量職能；焊接施工的管理程序和工作程序。

1.2焊接質量驗證體系

在某核電一期結構模塊施工過程中逐步形成有效的施工承包商QC，EPC總承包商QC，監(jiān)理三級質量控制和施工承包商QA，EPC總承包QA兩級質量監(jiān)督驗證體系，見圖2所示。

2、施工過程控制

2.1焊接前控制

（1）焊工資格

焊工應按照HAF603、AWS考取資格證書。焊工在實際施工中，只能在資格證有效期內進行結構模塊（包括焊接方法、材料種類、形式、焊縫金屬厚度、焊材類別、焊接要素等）的焊接工作，焊工的合格項目有效期為3年，對中斷資格范圍內的工作超過6個月的焊工，應重新進行認定考試。

（2）焊接設備

結構模塊施工中，常用的焊接設備為手工電弧焊機和CO2氣體保護焊機。完好狀態(tài)下工作的焊接設備是焊接工作順利實施、保證焊接質量的前提。焊接設備（包括焊條烘干設備）的各項參數(shù)記錄儀表應計量準確，并在檢定周期內。

（3）焊接工藝

結構模塊的焊接工藝執(zhí)行美國鋼結構焊接規(guī)范AWSD1.1-2000和AWSD1.6-1999。焊接技術人員應針對具體結構模塊，根據(jù)材料特性、設計要求及特定的施工現(xiàn)場制定具體的焊接工藝并編制焊接工藝卡。在制定焊接工藝前要確定有無相應的或能覆蓋的焊接工藝評定，并確定由持有何種焊接資格項目的合格焊工施焊。

（4）焊接技術交底

結構模塊焊接施工前，焊接工程師要對參加施焊的焊工集中進行技術交底，講解焊接工藝規(guī)程（WPS）或焊接過程中的重點、難點，使焊工明確技術要求，掌握電源極性、電流大小、保護氣體流量大小、是否擺動焊條、焊接速度等焊接工藝參數(shù)，領會層間處理和施焊中的清根、清渣、打磨及焊后外觀質量要求。必要時可在試板上進行試焊。對于較復雜的結構模塊（如CA01結構模塊由47子模塊拼裝焊接而成，長26.74m，寬28.96m，高23.47m，呈“T”字型，見圖3所示），應詳細介紹整個施工方案，使焊工明確拼裝要求和施焊順序。

（5）焊材入庫與烘干

結構模塊施工用焊接材料（包括焊條、焊絲）及保護氣體等的質量證明文件應齊全有效，標識應清晰可辨，外觀質量應合格，并按批次驗收入庫。庫內應保持干燥、清潔，不同牌號、規(guī)格焊材分類集中存放于貨架，貨架離地、離墻的距離均應≥300mm，且貨架上擺放明顯的標識。庫內的溫度>5℃，相對濕度≤60%。焊條在使用前，按規(guī)定參數(shù)烘干，做好《焊條烘干記錄》。

2.2焊接中控制

（1）焊材發(fā)放

焊工憑焊接工程師批準的《焊材領用單》領用焊接材料。焊條必須放在焊條保溫筒內使用，隨用隨取，保證焊條在使用過程中保持80～150℃，筒蓋保持關閉狀態(tài)，焊條保溫筒上面應貼有焊工姓名、鋼印號、焊條牌號和規(guī)格等信息的標簽，不同牌號的焊材，嚴禁混裝。焊條（焊絲）發(fā)放應有完善的記錄，焊條要按根數(shù)發(fā)放。

（2）施焊環(huán)境

結構模塊焊接施工的環(huán)境應滿足：待表面必須干燥，濕度≤80%，環(huán)境溫度>-10℃，焊件溫度保持+5℃。避免在惡劣氣候環(huán)境下焊接，風力≥2m/s不能進行氣體保護焊，必要時要搭防風棚。

（3）焊接過程

焊接施工前對焊接接頭型式和坡口加工型式檢查是否符合設計圖紙要求，坡口表面及附近母材25mm范圍內油污、漆、垢、鐵銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤。質量控制人員檢查（基準點尺寸，焊縫間隙，反變形量等）確認，并進行現(xiàn)場標識，合格后才可以焊接。

（4）焊接變形

結構模塊現(xiàn)場拼裝施工過程中采用合理的焊接工藝措施，減少焊接變形的發(fā)生。主要的焊接工藝措施有：反變形法、剛性固定法、選擇合理的焊接順序和焊接方法、分段退焊、預留收縮變形余量等。

（5）焊接記錄

結構模塊焊接過程中，焊接記錄人員負責記錄實際的焊接參數(shù)。當電焊拖線長度超過50m時，要測定電流表和電壓表的示值與實際電流、電壓值的差值。作為結構模塊焊接過程記錄，長期保存，用于在結構模塊驗收及焊接出現(xiàn)問題時的追溯。

2.3焊接后控制

（1）焊材回收

當日未用完的焊材（包括焊條、焊絲），必須當日退還焊材庫，經(jīng)發(fā)放員檢查、核對后，方可登記回收。可再利用的焊條，需重新烘干，焊條烘干不得超過2次。

（2）無損檢測

無損檢測是檢查結構模塊焊縫質量的有效手段，分為目視檢測，滲透檢測，磁粉檢測，超生波檢測，泄露檢測和射線檢測等。結果符合標準ANSI/AISC N690-1994、AWSD1.1-2000和AWSD1.6-1999的規(guī)定。

（3）焊縫返修

若焊縫檢測有缺陷存在時，無損檢測人員發(fā)出《焊接返工通知單》，并在焊縫缺陷位置坐好標記。施工承包商QC人員根據(jù)《焊接返工通知單》開啟NCR（不符合項報告）處理。

3、結語

三代核電結構模塊拼裝焊接目前無任何成熟經(jīng)驗參考，也無任何成功經(jīng)驗可借鑒，只有建立完善的施工質量管理體系，層層把關、嚴格控制，才能通過嚴格的過程管理保證整個工程的質量安全。本文可為焊接質量控制人員提供借鑒。