核电站核岛主设备用焊接材料--吴祖乾

四、主设备焊接用焊接材料
1．低合金钢药皮焊条，埋弧焊焊丝和焊剂。 2．不锈钢药皮焊条，埋弧焊带和焊剂，气保护焊用
焊丝。 3．镍基合金药皮焊条，埋弧焊焊带（焊丝）和焊剂，
气保护焊用焊丝。
4．钴基合金焊材。
五、低合金钢焊接材料
低合金钢焊接材料主要用于核反应堆压力容 器、蒸汽发生器和稳压器等承压设备的焊接。反 应堆压力容器一般由Mn-Ni-Mo钢（A508Gr.3）锻 件焊接而成。还需承受强烈的中子辐照，使壳体 和焊缝遭受严重损伤。对核容器的焊缝金属除要 求其常规性能达到产品技术条件外，还要求其特 殊性能亦能满足设计所规定的要求，如无塑料性 转变温度，辐照敏感性，低周疲劳性能和断裂韧 性等。
3．反应堆堆内构件吊兰、导向筒等部件用304、347等不锈 钢锻件和板材。
4．蒸汽发生器传热管用Inconel 690镍基合金。
5．主蒸汽管道用304 、316 等不锈钢大直径无缝管。
三、主设备焊接方法
1．核容器主焊缝采用药皮焊接打底、窄间隙埋弧焊填充盖 面的焊接工艺。
2．所有与一回路水接触的反应堆压力容器和蒸发器下封头 等均采用不锈钢焊带（焊丝）进行表面埋焊弧堆。
十一、镍基合金焊接材料
镍基合金及其焊接材料在核岛主设备中应用甚广。核反应 堆压力容器的驱动管座、各种测量的管座以及各种支承块 等均采用Inconel 600或Inconel 690制造。蒸发器传热管 大多采用镍基合金制造如Inconel 690等。镍基合金堆焊也 是在核岛主设备中采用较多的一种工艺，如蒸发器管板、 反应堆压力容器顶盖管座段，接管安全段预堆边等。
3．核容器接管端面采用镍基合金埋弧焊或焊条堆焊，并用 镍基合金焊丝与不锈钢安全端进行熔化极气体保护焊。
4．堆内构件不锈钢吊兰筒体等采用不锈钢焊丝进行钨极氩 弧焊或热丝钨极氩弧焊。
5．蒸汽发生器管板采用镍基合金Inconel 690焊带（焊丝） 进行埋焊弧堆。
6．蒸汽发生器管子-管板焊接采用加镍基合金填充丝钨极氩 弧焊。
八、不锈钢焊接材料
不锈钢焊接材料包括焊接用和堆焊用二种不锈钢焊接 材料。焊接用不锈钢焊接材料主要用于堆内构件、吊 兰筒体和主管道等设备的焊接，而堆焊用不锈钢焊接 材料主要用于与一回路介质接触的低合金钢容器的表 面堆焊。除焊条焊丝外，用于堆焊的还有不锈钢焊带。 不锈钢焊接和堆焊材料的试验项目包括化学分析、力 学性能与铁素体含量测定和抗晶间腐蚀性能等。
压水堆核电站核岛主设备用焊接材料
上海发电设备成套设计研究院 吴祖乾
一 .核岛主设备 反应堆压力容器 堆内构件 蒸汽发生器 稳压器 主泵 主管道
二、主设备用材料
1．反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器等筒体、封头及蒸 汽发生器管板等用A508Gr.3Cl.1低合金钢锻件。
2.控制棒驱动机构管座以及各种测量装置管座等用 Inconel Alloy 600镍基合金。
法国RCC-M列出了奥氏体-铁素体不锈钢用手工电弧焊药皮焊条卡片， 符合ASME/AWS A5.4和法国NFA81343标准。熔敷金属的化学成分 和铁素体含量基本上同ASME/AWS标准。
我国GB/T983“不锈钢焊条标准”基本上采用美国国家标准，两种标 准可以当量使用，只是在伸长率的要求上有些差别。
六、低合金钢药皮焊条
低合金钢药皮焊条采用美国ASME/AWS A5.5“低合金 钢药皮焊条标准”。标准中列出与Mn-Ni-Mo钢相关的两 种焊条，即E8018-G和E9018-G，但标准对这两种焊条的 熔敷金属未提出具体的成分要求。
焊缝金属在620OC±15 OC焊后热处理状态下的力学 性能要求如下：
十、焊接和堆焊用不锈钢焊丝（焊带）
不锈钢焊丝（焊带）采用ASME/AWS A5.9“不锈钢光 焊丝和填充丝标准”中有下列用于核设备焊接和堆焊用 不锈钢焊丝类别，即ER308L、ER309L、ER316L和 ER347等。标准没有规定焊丝使用范围，即焊丝不仅 可以用于埋弧焊，也可用于气体保护焊。
法国RCC-M标准列出了奥氏体-铁素体不锈钢用埋 弧焊丝、焊带和焊剂卡片，符合美国ASME/AWS A5.9 和法国NFA 81318和NFA35583标准，牌号有308L、 309L和316L。
九、焊接和堆焊用不锈钢焊条
不锈钢焊条采用ASME/AWS A5.4“手工电弧焊用不锈钢焊条标准”。 用于核设备焊接和耐蚀层堆焊的焊条主要有E308L-XX、E309L-XX、 E316L-XX和E347-XX等。
除力学性能外，焊缝金属还必须满足抗晶间腐蚀性能要求，其中 铁素体含量一般要求在5%~12%之间。
注：加上字母“N”（核级）作为后缀的是供选用的附加代码，如EF3N，对某些元素的含量限制如下： P≤0.012%，V≤0.05%.，Cu≤0.08%。
注：1.EXX指EF1、EF2或EF3，XX指F1、F2或F3 2.带“N”（核级）后缀的焊缝金属在室温下应至少有120J的夏比V形缺口冲击能量水平。
法国RCC-M S册焊接列出了埋弧焊用Mn-Ni-Mo低合金钢 焊丝和焊剂卡片，符合美国ASME/AWS A5.23标准。
我国GB/T12470-2003“埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂标准” 基本上采用了美国ASME/AWS的型号和分类方法，其中 也没有直接用于核容器的Mn-Ni-Mo型低合金钢焊丝和焊 剂组合类别。但我国曾为600MW核岛主设备研制成 H10Mn2NiMoA焊丝和SJ601J烧结焊剂。焊缝金属各项性 能包括冲击性能、落锤实验、接头弯曲、辐照脆化、断裂 韧性和低循环疲劳试验等均符合设计指标要求。
法国RCC-M第Ⅳ卷核设备建造规范与S册“焊接”（2000 版）列出了Mn-Ni-Mo低合金钢药皮焊条的名称、熔敷金 属化学成分，以及焊缝金属在热处理状态下的拉伸性能和 冲击韧性，焊条符号美国AWS A5.5标准。
熔敷金属的化学成分：
七、低合金钢埋弧焊焊丝和焊剂
低合金钢埋弧焊焊丝和焊剂采用美国ASME/AWS A5.23“埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂标准”。标准中未列 出可直接用于核容器的Mn-Ni-Mo低合金钢焊丝或焊丝— 焊剂组合类别，但与此相关的有EF1、EF2和EF3等类别， 这些焊丝和焊缝金属的化学成分要求如下：