不銹鋼覆面安裝、焊接質量控制

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、焊接質量控制，適用于不銹鋼覆面板材料驗收、安裝各主要工序的質量控制工作。重點介紹了乏燃料水池不銹鋼覆面的安裝、焊接及無損檢測的具體要求和注意事項，為核電廠建設工程中不銹鋼覆面安裝焊接質控工作提供參考。

關鍵詞：不銹鋼覆面 安裝 焊接 無損檢測 整體尺寸

中圖分類號：TU712.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0087-02

1 不銹鋼覆面簡介

在核電站生產(chǎn)運行過程中，核燃料的更換及廢料的運輸、臨時貯存一般都在水池中進行。為防止核輻射和放射性物質的滲漏，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計到制造、安裝，以及檢驗均有極為嚴格的要求。監(jiān)理人員必須按照設計圖紙和技術文件的要求，嚴格控制施工質量。

使用到不銹鋼覆面的水池主要有：反應堆廠房的反應堆堆腔換料水池，燃料廠房的燃料轉運艙、乏燃料水池、容器準備井和容器裝載井。

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≤0.0018%；Co元素含量應≤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文件相應焊接材料數(shù)據(jù)表的要求，并應按上文中覆面板材料的要求控制焊材中Co的含量。

焊材在使用前應經(jīng)過焊材評定、驗收，合格后方可使用。

2.3 焊接工藝評定

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

2.4 人員要求

不銹鋼覆面安裝施工相關的人員應符合以下要求：焊工、無損檢測人員應按HAF603、HAF602的相關規(guī)定取得相應資格；理化檢驗人員和其它特殊工種應經(jīng)過專門培訓并取得相應操作證。

2.5 安裝環(huán)境

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

2.6 施工工機具、設備的要求

有關的計量、檢驗器具應符合相應計量法規(guī)的要求并定期進行標定且在有效期內(nèi)。通用設備使用前應進行徹底的清潔，必要時應用不銹鋼材料隔離。使用對不銹鋼不產(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，禁止與碳鋼加工時共用。

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構上（如圖1所示）。

與其他水池不銹鋼覆面相比較，乏池不銹鋼覆面設計、安裝及檢驗要復雜的多，所以這里只著重介紹乏池不銹鋼覆面安裝及檢驗。

3.1 安裝前定位

在預先安裝好的專用鋼結構上畫出其中心線，并根據(jù)覆面板的尺寸畫出定位線。在覆面板的四周適當位置沿定位線點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確，小鋼板應容易去除且不影響后續(xù)的施工質量。

3.2 安裝

3.2.1 安裝順序

不銹鋼覆面板的安裝順序為先池壁后池底，而池壁又應采用由下至上，先復雜后簡單、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位置，人工調(diào)節(jié)覆面板使其與限位小鋼板內(nèi)緣對齊，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）點焊固定：將覆面板點焊在專用鋼結構上，點焊的間距約200mm，點焊的長度約20mm～30mm，點焊的同時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將該面池壁的覆面板一一就位固定，注意組對間隙。

（5）焊接：檢查合格后，按照焊接工藝卡的要求對各拼接焊縫施焊。

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

（7）整體尺寸檢查：按設計圖紙、文件要求進行整體尺寸檢查。

4 焊接及無損檢測的具體要求

4.1 焊接要求

4.1.1 安裝焊接前試驗

承包商應預先用相同的鋼板和型鋼制作射線檢驗樣品，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、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。焊縫長度超過500 mm都要分段施焊。嚴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 無損檢測要求

4.2.1 焊接前VT檢查

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

4.2.2 焊接過程中的VT檢查

焊接過程中焊工應對每一焊道進行目視檢驗，對于發(fā)現(xiàn)的缺陷應去除后方可繼續(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盡快督促施工單位安排VT、LT、PT、RT，驗證焊接工藝在現(xiàn)場的應用效果。無損檢測應按照VT、LT、PT、RT的順序進行，并滿足以下要求：

焊縫外觀應平滑規(guī)則；凡被電弧燒傷的地方均應進行修補，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（LT）

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

（1）起泡溶液的標定

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

（2）真空盒檢驗要求：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行；鋼板的表面溫度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布對焊縫表面及鄰近區(qū)域進行去污，并使其干燥。

（3）實施：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長度測量，坡度不得超過4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m長度測量，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超過1/20；任何一側的錯位不應超過0.8 mm，當有墊板焊接時，兩塊鋼板的錯位偏差可以忽略不計。

6 結語

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

參考文獻

[1] 壓水堆核島機械設備設計和建造規(guī)則 RCC-M（200版 含2002補遺）.

[2] 民用核安全設備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定HAF603.

[3] 民用核安全設備無損檢驗人員資格管理規(guī)定HAF602.

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

4.2.2 焊接過程中的VT檢查

焊接過程中焊工應對每一焊道進行目視檢驗，對于發(fā)現(xiàn)的缺陷應去除后方可繼續(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盡快督促施工單位安排VT、LT、PT、RT，驗證焊接工藝在現(xiàn)場的應用效果。無損檢測應按照VT、LT、PT、RT的順序進行，并滿足以下要求：

焊縫外觀應平滑規(guī)則；凡被電弧燒傷的地方均應進行修補，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（LT）

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

（1）起泡溶液的標定

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

（2）真空盒檢驗要求：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行；鋼板的表面溫度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布對焊縫表面及鄰近區(qū)域進行去污，并使其干燥。

（3）實施：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長度測量，坡度不得超過4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m長度測量，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超過1/20；任何一側的錯位不應超過0.8 mm，當有墊板焊接時，兩塊鋼板的錯位偏差可以忽略不計。

6 結語

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

參考文獻

[1] 壓水堆核島機械設備設計和建造規(guī)則 RCC-M（200版 含2002補遺）.

[2] 民用核安全設備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定HAF603.

[3] 民用核安全設備無損檢驗人員資格管理規(guī)定HAF602.

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

4.2.2 焊接過程中的VT檢查

焊接過程中焊工應對每一焊道進行目視檢驗，對于發(fā)現(xiàn)的缺陷應去除后方可繼續(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盡快督促施工單位安排VT、LT、PT、RT，驗證焊接工藝在現(xiàn)場的應用效果。無損檢測應按照VT、LT、PT、RT的順序進行，并滿足以下要求：

焊縫外觀應平滑規(guī)則；凡被電弧燒傷的地方均應進行修補，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（LT）

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

（1）起泡溶液的標定

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

（2）真空盒檢驗要求：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行；鋼板的表面溫度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布對焊縫表面及鄰近區(qū)域進行去污，并使其干燥。

（3）實施：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長度測量，坡度不得超過4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m長度測量，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超過1/20；任何一側的錯位不應超過0.8 mm，當有墊板焊接時，兩塊鋼板的錯位偏差可以忽略不計。

6 結語

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

參考文獻

[1] 壓水堆核島機械設備設計和建造規(guī)則 RCC-M（200版 含2002補遺）.

[2] 民用核安全設備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定HAF603.

[3] 民用核安全設備無損檢驗人員資格管理規(guī)定HAF602.

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