截錐體鋼襯里車(chē)間預(yù)制質(zhì)量控制

段飛飛

摘要：安全殼鋼襯里屬于核電廠(chǎng)核島的第三道保護(hù)屏障，截錐體鋼襯里為鋼襯里的一部分，板厚度較薄，焊接時(shí)易產(chǎn)生變形，其加工精度直接影響現(xiàn)場(chǎng)安裝精度，本文通過(guò)描述截錐體前期制作過(guò)程，產(chǎn)生問(wèn)題及處理方法，對(duì)后續(xù)的截錐體鋼襯里及筒壁鋼襯里預(yù)制提供經(jīng)驗(yàn)，保證構(gòu)件的加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：截錐體 焊接變形焊接質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：F253文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、前言

安全殼鋼襯里屬于核電廠(chǎng)核島第三道保護(hù)屏障，其加工質(zhì)量對(duì)核島安全防護(hù)有重要的影響，截錐體為鋼襯里的一部分，截錐體鋼襯里安裝標(biāo)高為-4,506m～-0.500米，下口外直徑為φ34608mm,上口外直徑為φ37012mm，由11塊構(gòu)件組成，每塊構(gòu)件由五塊板拼焊而成，截錐體材料主要有硫、磷含量低、抗裂性能好的20HR鋼板，背肋加勁肋∠75×50×8、∠125×80×10（Q235B）及φ8×80的錨固釘，其焊接材料，焊接方法及工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

表1截錐體焊接材料、焊接方法及工藝參數(shù)

截錐體車(chē)間預(yù)制技術(shù)要求如下：

a.20HR鋼板埋弧焊焊后100%VT、100%LT、100%PT檢驗(yàn)，錐底到1.5m標(biāo)高100%RT檢驗(yàn)（其他2%RT檢驗(yàn)）。

b.構(gòu)件外形尺寸要求：弧度允許公差20mm/1m，焊縫處公差5mm/300mm；母線(xiàn)凸凹度為20mm/1m；上下口弧長(zhǎng)允許偏差為±3mm；母線(xiàn)長(zhǎng)允許偏差為±3mm；對(duì)角線(xiàn)偏差為±3mm。

2、預(yù)制過(guò)程及質(zhì)量控制

2.1先決條件的檢查

截錐體預(yù)制前應(yīng)對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)先決條件進(jìn)行認(rèn)真檢查，著重對(duì)焊接工藝卡及其所根據(jù)的焊接工藝評(píng)定和焊工資格進(jìn)行檢查，保證焊接質(zhì)量在事前得到有力控制。

預(yù)制過(guò)程

截錐體預(yù)制流程如圖1。

圖1截錐體預(yù)制流程圖

鋼襯里板焊前組對(duì)

截錐體鋼襯里板組對(duì)對(duì)后續(xù)的焊接質(zhì)量有重要的影響，因此對(duì)鋼襯里焊前組對(duì)應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，組對(duì)應(yīng)注意以下問(wèn)題：

2.3.1應(yīng)將焊接的Ⅰ型坡口及待焊表面和兩側(cè)邊緣的鄰近區(qū)域（20mm）打磨干凈，檢驗(yàn)依據(jù)為露出金屬光澤，避免其表面水、氧化物產(chǎn)生夾渣、氣孔等缺陷影響焊接質(zhì)量。

2.3.2組對(duì)間隙應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證組對(duì)間隙≤0.5mm,埋弧焊焊接時(shí)線(xiàn)能量輸出較大，組對(duì)間隙過(guò)大易發(fā)生燒穿，對(duì)后續(xù)的修補(bǔ)帶來(lái)困難。同時(shí)，組對(duì)應(yīng)避免達(dá)到規(guī)定的組對(duì)間隙而強(qiáng)行將鋼板拉攏點(diǎn)焊，這樣易影響鋼板的平整度，影響后續(xù)的焊接，在組對(duì)過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼板不平整時(shí)，應(yīng)檢查已組對(duì)的間隙，對(duì)間隙過(guò)小的地方作出標(biāo)記，對(duì)該區(qū)域打磨后重新進(jìn)行點(diǎn)焊，即可保證鋼板的平整度。

2.3.3定位焊焊條應(yīng)盡量采用細(xì)直徑的焊條，焊接時(shí)采用較快的焊接速度，避免余高過(guò)高對(duì)后續(xù)的打磨工作帶來(lái)困難。

截錐體鋼襯里板焊接

2.4.1 焊接變形的控制

每塊截錐體鋼襯里板由五塊板拼焊而成，因鋼襯里板較薄，焊接易產(chǎn)生沿焊縫方向撓曲變形及垂直焊縫方向的波浪變形，通過(guò)對(duì)焊接順序的調(diào)整及增加配重塊的方法可明顯降低焊接變形，具體做法為：

a. 將原工藝采用的每條焊縫正反兩道焊接時(shí)從相反方向焊接改為從相同方向焊接，通過(guò)反變形控制撓曲變形。

b. 原工藝焊接時(shí)，用兩塊厚度為30mm,面積與每塊襯里板構(gòu)件相似的鋼板壓在每條焊縫兩側(cè)，控制焊接變形。通過(guò)改變?cè)に嚕黾雍附訒r(shí)的配重塊，在進(jìn)行第2、3、4、5條焊縫焊接時(shí)，將已焊接焊縫兩側(cè)配重塊繼續(xù)壓在原有位置，采用新的配重塊壓在將要焊接焊縫的兩側(cè)，通過(guò)上述方法，可明顯減少截錐體鋼襯里焊接時(shí)的波浪變形。

2.4.2 焊接電流的控制

進(jìn)行截錐體鋼襯里板拼焊時(shí)，應(yīng)選用工藝范圍內(nèi)適宜的焊接電流，電流小，熔深淺，焊縫余高高，易在焊縫處產(chǎn)生應(yīng)力集中，同樣，電流大，易產(chǎn)生咬邊，同樣在熔合線(xiàn)處產(chǎn)生應(yīng)力集中，明顯降低焊縫處的力學(xué)性能。一般宜取電流為310A左右為宜。

2.5 截錐體與背肋角鋼焊接

2.5.1 截錐體與背肋角鋼焊接過(guò)程

弧向加勁肋的成型在型鋼彎曲機(jī)上進(jìn)行，成型后的加勁肋應(yīng)逐件與樣板檢查。

襯里板吊入成型胎具后，首先將襯里板上的基準(zhǔn)邊和胎具上的基準(zhǔn)對(duì)齊，然后用卡蘭將襯里板縱向基準(zhǔn)邊卡緊貼合，然后將環(huán)向加勁肋入胎，再通過(guò)絲杠壓桿將襯里板與胎具貼合并點(diǎn)焊加勁肋，最后用卡蘭將襯里板四周卡緊，順序按先環(huán)向后縱向，從基準(zhǔn)側(cè)往另一側(cè)的順序進(jìn)行，然后進(jìn)行縱向加勁肋的組對(duì)與點(diǎn)焊。

經(jīng)檢查、確認(rèn)加勁肋的位置符合要求后，加勁肋、襯里板與胎具三者基本貼合，方可進(jìn)行焊接，先進(jìn)行加勁肋之間的焊接，再進(jìn)行加勁肋與襯里板之間的焊接，焊接時(shí)安排4～6名焊工對(duì)稱(chēng)跳焊，由中間往兩端進(jìn)行，并隨時(shí)檢查焊接變形情況，以便及時(shí)調(diào)整焊接順序來(lái)控制變形。

2.5.2 截錐體與背肋角鋼焊接過(guò)程應(yīng)注意的問(wèn)題

a. 襯里板吊入成型胎具前，應(yīng)認(rèn)真對(duì)胎具表面進(jìn)行檢查，防止表面的鐵屑等雜物在襯里板放在胎具上時(shí)對(duì)襯里板表面劃傷。

b. 襯里板吊入成型胎具后，應(yīng)確保焊縫對(duì)準(zhǔn)成型胎具上的焊縫槽，避免影響襯里板與胎具的貼合面，進(jìn)而影響襯里板加工弧度的精度。

c. 角鋼與襯里板焊接時(shí)應(yīng)通過(guò)絲杠壓桿將襯里板與胎具貼合并點(diǎn)焊加勁肋，盡量避免在襯里板上點(diǎn)焊一帶孔鋼板，通過(guò)鐵撬頂壓使角鋼與襯里板貼合點(diǎn)焊，雖然此種方法操作簡(jiǎn)便，但易對(duì)襯里板表面質(zhì)量產(chǎn)生影響，經(jīng)PT檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有些點(diǎn)焊過(guò)的部位發(fā)現(xiàn)存在母材不允許的超標(biāo)缺陷，而且點(diǎn)焊過(guò)的部位對(duì)襯里板的內(nèi)部相組織產(chǎn)生影響。

d. 嚴(yán)格按工藝操作，對(duì)不同部位使用經(jīng)評(píng)定過(guò)的工藝進(jìn)行焊接，相同部位用相同焊接方法點(diǎn)焊和焊接，防止焊接方法的混用。

e．角鋼與角鋼，角鋼與襯里板焊縫交叉部位，應(yīng)在角鋼上開(kāi)槽避免焊縫交叉，防止應(yīng)力集中，開(kāi)槽應(yīng)注意槽的高度與寬度略高于交叉處焊縫，并應(yīng)保證開(kāi)的槽圓滑過(guò)渡。

f. 角鋼與襯里板焊縫采用分段對(duì)稱(chēng)焊，焊接時(shí)會(huì)因焊工的疏忽造成焊接長(zhǎng)度不一及部分地方出現(xiàn)漏焊現(xiàn)象，為避免此類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生，在襯里板上劃線(xiàn)確定角鋼位置時(shí)，一并將角焊縫位置及長(zhǎng)度標(biāo)出，可防止上述問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.5.3 襯里板與角鋼焊接角焊縫氣孔控制

在襯里板第一塊板焊接過(guò)程中，出現(xiàn)五條鏈狀氣孔（最長(zhǎng)長(zhǎng)度達(dá)50mm），嚴(yán)格影響焊接質(zhì)量，經(jīng)分析原因?qū)σ韵路矫孢M(jìn)行調(diào)整：

a. 調(diào)整保護(hù)氣體流量，在工藝范圍內(nèi)將氣體流量調(diào)整到最大，避免外界環(huán)境對(duì)焊縫質(zhì)量的影響。

b. 在襯里板與角鋼組對(duì)時(shí)，嚴(yán)格控制組對(duì)間隙，以肉眼從一側(cè)看無(wú)縫隙存在為宜。

c. 嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)焊接環(huán)境，因風(fēng)速對(duì)焊接后焊縫外觀(guān)影響很大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，大風(fēng)天氣應(yīng)采取擋風(fēng)措施，天氣炎熱時(shí)，不允許焊接時(shí)使用風(fēng)扇。

通過(guò)上述措施，角焊縫焊接質(zhì)量得到了良好的控制。

2.6 焊后校正及吊裝

2.6.1 焊后校正控制

焊接完成后應(yīng)檢查襯里板與胎具的貼合情況，如貼合不良應(yīng)進(jìn)行校形，校形時(shí)采用機(jī)械校正和火焰共同進(jìn)行調(diào)整，但應(yīng)注意以下問(wèn)題：

a. 允許采用錘擊，但錘擊力量要適當(dāng)，錘擊時(shí)應(yīng)在木材表面加塊墊板，可避免錘擊時(shí)對(duì)木材表面的傷害。

b. 火焰加熱應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，避免溫度過(guò)高使木材組織發(fā)生相變，產(chǎn)生的非正常組織影響木材的力學(xué)性能。

2.6.1 吊裝控制

在截錐體襯里板吊裝過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，尤其對(duì)不規(guī)則板吊裝時(shí)要增加吊裝點(diǎn)數(shù)，使鋼襯里板受力均勻，防止板在吊裝過(guò)程中滑落。

2.7 構(gòu)件保存

截錐體構(gòu)件保存時(shí)應(yīng)做好相應(yīng)的防臺(tái)風(fēng)措施，放置角度不宜與地面過(guò)于垂直，構(gòu)件應(yīng)做好固定措施，防止臺(tái)風(fēng)天氣受到損壞。

3、結(jié)論

截錐體的車(chē)間加工精度直接影響現(xiàn)場(chǎng)安裝精度，在車(chē)間制作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制加工尺寸及焊接變形，保證現(xiàn)場(chǎng)安裝精度。

［參考文獻(xiàn)］

［1］壓水堆核電站機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)及建造規(guī)程RCCM-2000 （2002遺補(bǔ)）