WWER—1000堆型核電站電氣貫穿件焊接質(zhì)控要點

劉國齊 孫炳通

摘要：WWER-1000型核電機組電氣貫穿件焊接坡口型式與其他核電站不同，通過在田灣核電電氣貫穿件焊接質(zhì)控工作中的監(jiān)理實踐，本文從電氣貫穿件焊接工藝的選用、焊前準備、焊接過程及注意事項、無損檢驗等方面做了詳細介紹，采取了有效的質(zhì)量控制措施，保證了電氣貫穿件焊接質(zhì)量，對后續(xù)電氣貫穿件的焊接質(zhì)控工作起到一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：電氣貫穿件；焊接；質(zhì)量控制；無損檢驗

1、概述

電氣貫穿件用在核電站的安全系統(tǒng)、正常運行時的輔助供電系統(tǒng)、應(yīng)急給供電系統(tǒng)，以及監(jiān)測和控制系統(tǒng)，貫穿件通過核電廠金屬管口為穿過安全殼墻體和穹頂?shù)碾娐房刂齐娎|和動力電纜提供密封通道。

電氣貫穿件焊接施工質(zhì)量要求高，又由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性，焊接過程中需嚴格控制焊接溫度，防止損壞貫穿件內(nèi)部組件，質(zhì)量控制難度大，如何保證貫穿件焊接質(zhì)量處于可控狀態(tài)是一項十分重要的任務(wù)。

2、過程控制

2.1待焊部件準備

（1）將貫穿件焊接到管嘴之前，要去除貫穿件坡口表面的防銹漆（紅色）。（2）坡口表面至少20mm 范圍內(nèi)不得有影響焊接質(zhì)量的氧化皮、油、銹和灰塵等，若有可用丙酮或乙醇溶液擦拭干凈，否則容易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。

2.2部件的組裝、組對

（1）將貫穿件安裝到管嘴上時，應(yīng)使用電氣貫穿件專用的對中裝置進行組裝，組裝時應(yīng)確保徑向間隙均勻分布，軸向間隙滿足4±1mm的要求。（2）貫穿件對接法蘭與管嘴組對時，對于低壓、儀控貫穿件（外徑為325mm），表面錯邊量不得大于2.75mm；中壓貫穿件（外徑為625mm），表面錯邊量不得大于3.8mm，如果超出偏差值，應(yīng)用砂輪機進行修磨，確保坡口兩側(cè)平滑過渡，角度不得超過15°。（3）將法蘭點焊至管嘴上，點焊工藝應(yīng)與正式焊縫相同。低壓、儀控貫穿件每個焊點的長度為40～60mm，焊縫高度為3～5mm，點焊的數(shù)量為4點，焊點必須沿圓周均勻分布；中壓貫穿件每個焊點的長度為40～60mm，焊縫高度為3～5mm，點焊的數(shù)量為6點，焊點必須沿圓周均勻分布。（4）點焊完成后，檢查點焊焊縫是否存在裂紋、氣孔、縮孔等缺陷，發(fā)現(xiàn)缺陷及時進行清除，并重新進行點焊。

2.3焊接過程控制

2.3.1焊接環(huán)境

電氣貫穿件焊接對現(xiàn)場環(huán)境有嚴格的要求，當(dāng)環(huán)境狀況不能滿足焊接需求時，如沒有可靠的防護措施，禁止焊接。施焊區(qū)域環(huán)境溫度不能低于-5℃，環(huán)境溫度過低，造成焊縫過快冷卻，容易產(chǎn)生裂紋等缺陷；環(huán)境相對濕度不大于90%，TIG焊風(fēng)速不大于2m/s，SMAW焊風(fēng)速不大于8m/s，相對濕度、風(fēng)速較大時，容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。

2.3.2焊接注意事項

（1）電氣貫穿件焊接采用氬-電聯(lián)焊方法，焊接接頭級別滿足《核動力裝置的設(shè)備和管道焊接接頭和堆焊的檢驗規(guī)程》ПНАЭГ-7-010-89 Ⅲc級，焊接過程中應(yīng)嚴格按照所選用焊接工藝數(shù)據(jù)單執(zhí)行；（2）焊條電弧焊時，在坡口周圍遮蓋防火布以防止焊接飛濺損傷貫穿件筒體和法蘭。（2）焊接過程中要避免貫穿件筒體過熱，隨時用點溫計或其它類似方法監(jiān)測固定保護殼的螺栓周圍邊緣的筒體法蘭溫度，確保溫度不超過100℃，并做好記錄。（3）為了控制焊接變形，保證電氣貫穿件安裝質(zhì)量，焊接過程中應(yīng)合理安排焊接順序，起弧或收弧處不得重合。（4）嚴禁在坡口外起弧，一旦出現(xiàn)坡口外起弧的情況必須立刻停止焊接，將起弧處打磨干凈，質(zhì)檢員對坡口進行鑒定，必要時進行液體滲透檢查，確定無影響后可繼續(xù)焊接。（5）打底焊縫完成后，使用砂輪機磨平焊縫的任何不平整處，確保產(chǎn)生光滑的表面，然后對焊縫進行液體滲透檢查，當(dāng)檢查出的缺陷完全消除后方可開始填充焊道的焊接。（6）每一道焊接完成或由于更換焊材而中斷焊接時，應(yīng)及時清除焊渣、氣孔、飛濺等影響后續(xù)焊接的缺陷，缺陷清除完成后方可繼續(xù)焊接，缺陷清除后應(yīng)保證與母材和先前焊縫平穩(wěn)過渡。（7）填充焊道采用手工電弧焊，使用規(guī)格為Ф3.0 的焊條時，焊弧長度為2～3mm；使用規(guī)格為Ф4.0 的焊條時，焊弧長度為3 ～4mm。（8）焊接過程中由質(zhì)檢人員進行逐層目視檢查并出具報告。

2.4焊縫外觀檢查

電氣貫穿件焊接完成后只需采用打磨方式去除焊縫表面缺陷，應(yīng)保持焊縫原有焊接波紋形態(tài)，焊縫寬度要求21±5mm、余高要求1～4.5mm。

電氣貫穿件應(yīng)根據(jù)《核動力裝置設(shè)備與管道母材（半成品）焊接接頭和堆焊層的標(biāo)準檢驗方法：目視和測量檢驗》ПНАЭГ-7-016-89等標(biāo)準的要求對焊縫表面缺陷進行檢查，具體要求如下：（1）焊縫表面應(yīng)沒有深度大于1mm 的咬邊，單個咬邊的長度不得超過30mm，每米焊縫咬邊數(shù)量不得超過4處。（2）對于低壓、儀控貫穿件，焊縫波紋的高度差不得超過 1.5mm；對于中壓貫穿件，焊縫之間波紋狀的高度差不得超過2.0mm。（3）對于低壓、儀控貫穿件，表面氣孔和夾渣，最大線性尺寸不超過 1.5mm，每100mm 焊縫長度不得超過5 處。對于中壓貫穿件，表面氣孔和夾渣，最大線性尺寸不超過2.0mm，每100mm 焊縫長度不得超過6 處。

3、無損檢驗

3.1液體滲透檢驗

根據(jù)電氣貫穿件廠家資料，貫穿件焊縫目視檢查合格后應(yīng)根據(jù)《核動力裝置設(shè)備和管道的基體材料（半成品），焊接和堆焊的通用檢驗方法：毛細檢驗法》ПНАЭГ-7-018-89等標(biāo)準要求執(zhí)行100%的液體滲透檢驗，靈敏度級別為Ⅱ級，按《核動力裝置的設(shè)備和管道焊接接頭和堆焊層的檢驗規(guī)程》ПНАЭГ-7-010-89第11.5 節(jié)要求進行質(zhì)量評估。

3.2焊縫泄漏檢驗

根據(jù)裝配圖和操作手冊的要求對貫穿件對接法蘭與管嘴的焊接接頭進行泄漏檢驗，泄漏檢查應(yīng)用泡沫法進行（通過增加充入空氣）。根據(jù)《核動力裝置設(shè)備和管道的基體材料（半成品）、焊接接頭及堆焊層標(biāo)準化檢查方法：密封性檢驗氣體和液體方法》ПНАЭГ-7-019-89相關(guān)要求執(zhí)行，焊縫密封等級為Ⅳ，質(zhì)量評估按此標(biāo)準第9.8 節(jié)要求進行。

4、總結(jié)

田灣核電站電氣貫穿件焊接施工質(zhì)量要求高，焊接過程中需嚴格控制筒體法蘭溫度，質(zhì)量控制難度大，必須從人、機、料、法、環(huán)五方面嚴格把關(guān)。目前，3號機組電氣貫穿件基本焊接完成，安裝期間通過充分的焊前準備、嚴格的過程控制、有效的無損檢驗，電氣貫穿件焊縫無損檢驗合格率100%，為后續(xù)4號核島電氣貫穿件焊接質(zhì)量控制積累了豐富經(jīng)驗。

參考文獻：

[1] 《核動力裝置的設(shè)備和管道焊接接頭和堆焊的檢驗規(guī)程ПНАЭ_Г-7-010-89》

[2] 《資料電氣貫穿件對接法蘭與管嘴焊接工藝說明》.

[3] 《電氣貫穿件焊接工作程序》