压水堆核电站主回路管道窄间隙自动焊工艺研究(精)
核电站主管道自动焊三维测量与组对技术的研究
核电站主管道自动焊三维测量与组对技术的研究摘要：核电站主管道自动焊技术是一种先进的焊接技术，广泛应用于核电站建设与运行维修阶段。
在中广核cpr1000和三代epr 堆型核电站建设过程中均采用了主管道窄间隙自动焊技术。
为了保证窄间隙自动焊技术的组对要求，需要对核岛主回路设备进行三维精密测量和模拟计算。
由于cpr1000与epr主管道自动焊施工逻辑不同，其三维测量与计算的方法也不尽相同。
该文详细对比和分析了两者的自动焊施工逻辑、三维测量与计算的原理，测量实施方案等，找出其各自的优缺点，为主管道自动焊三维测量组对技术的改进提供参考。
关键词：核电站主管道自动焊三维测量精密组对中图分类号：tg457.6 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2013）04（c）-0073-04核电站主管道自动焊技术是一种先进的焊接技术，广泛应用于核电站建设与运行维修阶段。
在中广核cpr1000堆型和三代epr堆型核电站建设过程中均采用了主管道窄间隙自动焊技术，该技术要求主管道的组对间隙不超过1 mm，组对错边量不超过1.5 mm。
为了满足主管道的精确组对要求，需要对相关的核岛主回路设备进行三维精密测量和模拟计算。
cpr1000堆型核电站主管道自动焊采用的是传统的手工焊施工逻辑，epr堆型核电站主管道自动焊施工逻辑是基于蒸汽发生器（简称sg）更换的经验，采用sg后装的施工逻辑。
由于自动焊施工逻辑不同，两者在三维测量和组对技术方面也有不同，各有优缺点。
1 主管道自动焊技术简介1.1 cpr1000与epr核岛主回路布置cpr1000核岛主回路主要由3大主设备（简称rpv、sg、rcp）以及连接主设备的主管道组成，共有3个环路，每个环路有一台sg和一台rcp，通过主管道与压力容器连接起来。
3个环路相互之间成120度布置。
其主回路布置如图1所示。
epr堆型为了提高单堆功率，其核岛主回路系统在cpr1000堆型的基础上增加了一个环路，形成了对称布置的四环路系统。
核电站主管道窄间隙自动焊常见问题及处理
核电站主管道窄间隙自动焊常见问题及处理作者：卢其海来源：《科技与创新》2016年第01期摘要：核电站核岛主管道的焊接是核电站建设质量控制中的关键。
以国内某6×1 000 MW 核电站的核岛主管道焊接工程为实例进行了相关分析和讨论，详细介绍了窄间隙自动焊技术，并提出了窄间隙自动焊技术的质量控制方法。
该工程产品质量检验结果表明，主管道窄间隙自动焊工艺是可行的，质量控制措施是有效的，内在质量和产品外观均满足设计要求，相关方法可为同类工程提供参考和借鉴。
关键词：核电站；窄间隙自动焊技术；蒸汽发生器；反应堆中图分类号：TM623.4 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.01.154核电站主回路管道（又称为反应堆冷却剂系统管道）与蒸汽发生器、反应堆压力容器、主泵共同构成一回路压力边界。
为了有效缩短建造周期、降低建造成本和保障施工质量，可采用惰性气体保护窄间隙自动焊焊接工艺的实施。
在核电站主回路管道的焊接工作中，窄间隙自动焊焊接工艺被广泛应用，比如宁德和阳江核电站主回路管道现场焊接便采用了此工艺。
窄间隙自动焊的主体是自动焊机，由自动焊操作工操作，这在某种程度上彻底改变了传统焊接方法对焊工的要求。
窄间隙自动焊焊接工艺具有焊接质量高、焊接效率高等优点，但易出现侧壁熔合不良、频繁粘钨、烧穿等情况，进而导致工作效率受到一定的影响。
1 窄间隙自动焊焊接工艺1.1 焊接方法在核电站的建造过程中，关键点和难点之一为主管道的现场焊接。
传统的主管道焊接工艺为焊条电弧焊接，其焊接质量会受到焊工的专业技术水平、身体状况和情绪等因素的影响，且因该工作的劳动强度过高，常导致焊工的焊接效率较低，最终造成工期延长。
窄间隙自动焊焊接工艺与传统的焊条电弧焊工艺相比，具有以下5个优点：①焊接效率高，可以不间断地作业。
②熔敷金属填充量少，可降低填充材料成本。
③焊接过程简单，对工人的要求相对较低。
④焊接接头质量高。
压水堆核电站主管道焊缝理化性能分析
压水堆核电站主管道焊缝理化性能分析摘要：压水堆核电站主管道是低碳奥氏体不锈钢大厚壁管道，在核电机组运行期间，承载着高温、高压、高放射性的冷却剂。
目前，在国内主管道的焊接过程中，主要存在两种焊接工艺：钨极氩弧焊+焊条电弧焊（tig+smaw）和窄间隙自动焊（toce）。
该文根据rcc-m焊接工艺评定和产品焊接见证件破坏性试验的相关规定，对比分析了上述两种焊接工艺下焊缝的理化性能。
通过对比分析，发现窄间隙自动焊焊缝的理化性能与钨极氩弧焊+焊条电弧焊相比得到较大提升。
关键词：主管道焊缝理化性能中图分类号：tg404 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2012）12（a）-00-022007年10月，国务院发改委发布的《国家核电中长期发展规划》指出，到2020年，我国的核电运行装机容量应争取达到4000万kw，在建核电容量应保持在1800万kw。
时至今日，我国已开工建设的核电机组数量达到了27台，在建机组数量居全世界第一。
这意味着，我国核电建设工程已面临大量的安装任务。
目前，在我国核电建设过程中，主管道焊接主要采用以下两种工艺：钨极氩弧焊+焊条电弧焊（下简称tig+smaw）和窄间隙自动焊（下简称toce）。
tig+smaw具有设备简单、价格便宜、适应性强的特点；但随着核电建设规模的不断扩大，主管道焊接工程量的不断增加，tig+smaw焊接效率低、劳动强度大、对焊工技能要求高的缺点已突显出来。
为适应核电建设规模不断扩大这一趋势，解决核电机组批量化建造过程中tig+smaw暴露出来的缺点，中广核工程有限公司研发出了一套适用于cpr1000压水堆核电站主管道焊接的toce技术，并在宁德核电1#机组采用该技术成功实施了国内首次主管道自动焊。
比较两种焊接工艺下焊缝的理化性能，有助于提高对主管道自动焊工艺性能的认识，有利于主管道自动焊工艺的推广。
1 主管道焊接工艺概述tig+smaw是一种组合焊接工艺：在根部焊道焊接时，采用直流正接钨极氩弧焊（tig）进行打底；进入填充焊道后，采用焊条电弧焊（smaw）进行填充。
CPR1000核电站核岛主蒸汽管道自动焊工艺研究与实施
CPR1000核电站核岛主蒸汽管道自动焊工艺研究与实施摘要：CPR1000堆型核电站核岛主蒸汽系统管道焊接属大厚壁管道焊接，一直采用手工组合焊接工艺，要求焊接操作人员具备优秀的技能水平，焊接强度高，是核岛二回路中焊接质量保证的重要一环。
本文主要讲述利用成熟的窄间隙自动焊工艺，模拟核岛主蒸汽管道的焊接的要求与特点，从焊接坡口、工艺参数、焊接过程控制、加热保温装置等方面进行研究，验证窄间隙自动焊工艺的可靠性与可行性，分析具体的实施方案及相关问题的解决措施。
关键词：CPR1000 ；主蒸汽管道；窄间隙；自动焊工艺1.前言CPR1000堆型核电站核岛主蒸汽系统（VVP系统）管道负责把主蒸汽从核岛输送到常规岛，然后供应给主汽轮机及其他用汽设备从而产生电能，在核电站运行中具有举足轻重的作用，其由主蒸汽管道、主蒸汽隔离阀、机械贯穿件、主蒸汽安全阀、防甩支架以及横向限制件等特殊装置组成，特殊装置众多、结构复杂，具有施工技术繁琐和逻辑施工性较强等特点。
CPR 1000核电厂主蒸汽系统管道管径为32″，材质是P280GH,厚度32mm—39mm，主要焊接工艺是采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充和盖面的焊接工艺，进行单层多道焊，坡口较宽，熔敷金属填充量大，焊接时需要预热、后热和消除应力热处理，该焊接工艺生产效率低，且焊工的劳动强度大，焊接周期长，更重要的是对焊工技能水平的要求较高，焊接质量不够稳定，容易受技能水平、环境等因素的影响而无法得到有效控制。
焊接过程的自动化，是近代焊接技术的一项重要发展。
它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。
自动化程度将会成为衡量现代安装行业技术水平的重要标志之一，自动焊工艺的优点是：1.生产效率高，缩短焊接施工周期；2.焊接质量高而且稳定，减少焊缝返修，焊接规范可自动控制调整，保持稳定；3.改善劳动条件，降低劳动强度。
1.主蒸汽管道窄间隙自动焊工艺研究1.焊接设备：在主蒸汽管道窄间隙自动焊工艺研究中，采用GT-VI型自动焊机，该焊机由脉冲逆变焊接电源、监控系统、遥控系统、焊接机头、焊接轨道组成，具备弧长可调节、实时监控、高频脉冲、电弧稳定等功能，能够精确地控制焊接热输入，可以以较低的热输入获得较大的熔深，从而减少了焊接热影响区和焊接变形，满足高质量的焊接需求。
核电厂主管道焊接工艺研究
核电厂主管道焊接工艺研究发布时间：2021-06-08T03:40:05.713Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年5期作者：李杰[导读] 近年来，我国科学技术的发展迅速，采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊工艺，对国内引进俄罗斯某压水堆核电厂复合钢主管道（基体10ГН2МФА合金钢内表面堆焊奥氏体不锈钢覆层04X20H10Г2Б）进行对接试验，并对焊接试样进行无损检测和破坏性检验。
中核工程咨询有限公司北京 100161摘要：近年来，我国科学技术的发展迅速，采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊工艺，对国内引进俄罗斯某压水堆核电厂复合钢主管道（基体10ГН2МФА合金钢内表面堆焊奥氏体不锈钢覆层04X20H10Г2Б）进行对接试验，并对焊接试样进行无损检测和破坏性检验。
结果表明，工艺参数选择合理，使用该焊接工艺可获得满足标准要求的焊缝。
现场采用该焊接工艺成功对某核电厂主管道进行了焊接，试验证明主管道焊接工艺参数设置合理可行。
关键词：核电厂；主管道；焊接工艺研究引言从提高管道力学工程师自身核心能力、避免重复体力劳动角度出发，管道力学分析自动化是很有必要的，既可提高效率又可以降低错误率，进而保证管道力学专业紧随大数据、智能化、工业4.0的发展趋势，有更多的时间去着力提升核心业务能力，保证自身在核电领域的竞争力。
1概述焊接氢致裂纹是低合金高强钢焊接时最容易产生，而且是危害最为严重的工艺缺陷，是焊接结构失效破坏的主要原因。
在基层焊接完成后，将试件加热到150℃~250℃，保温12h的目的是加速焊接接头中氢的扩散逸出，是防止焊接裂纹的有效措施。
在焊接过程中要采用多名焊工对称焊，以降低焊接应力。
在基层焊接完成后，为了取得较好的组织性能，还要进一步采取消除应力措施。
将试件加热到620℃~660℃，保温6~6.5h，可以起到消除应力并改善接头组织与性能的目的。
覆层过渡层焊缝属于异种钢的焊接。
异种钢接头在焊后热处理或在高温条件下工作时，熔合线珠光体钢一侧的碳通过焊缝边界向奥氏体钢焊缝一侧扩散迁移，最终在珠光体钢一侧产生脱碳层，在相邻的奥氏体焊缝侧形成增碳层。
压水堆核电站主回路管道窄间隙自动焊工艺研究
应 用 于 法 国 Ｐ Ｎ Ｙ２电 厂 过 渡 段 ２个 ２ Ｔ 的 焊 口 ， ＥＬ Ｇ
１９ ９ ２年 的 Ｃ ０ ２电站 主 管道 焊接 全 面采用 脉 冲 ＨＣ Ｚ ＴＧ 自动焊技术 。 Ｉ
脉 冲 １ Ｇ 自动 焊 工 艺 已成 为 一 种 高 效 、 质 、 １ 优 经
目前 ， 内一 台 １０ 国 ０ ０ＭＷ 核 电机 组 的 主管 道 安 装 焊 口共 有 ２ ４个 ， 体 分 布 如 图 １ 示 ， 焊 口的 具 所 其 规 格 、 量 和 焊 接 位 置 如 表 １ 示 ， 管 道 的 材 质 数 所 主
（） ｃ
≤ｏ０ ０ ．４
ｎ ）
≤ １５ ０ ．０
接应力 ， 如果 焊 接 材 料 或 焊 接 Ｔ 艺 选 择 不 当 ， 产 生 会
≥４ ０ ８ ≥２ ０ １ ≥ ３ ５ ≥３ ０ ２ ≥１５ ２ ≥８ ０
品 间 腐 蚀 和 热 裂 纹 等 缺 陷 ， 响 焊 缝质 量 。 影
２ 焊 接 试 验
２１ 焊 接 工 艺 和 设 备 选 择 ．
对 于 大 型 不 锈 钢 管 道 全 位 置 焊 接 ， 选 用 的 焊 可
生
接 工 艺 方 法 包 括 焊 条 电 弧 焊 和 手 工 或 自动 钨 极 氩
弧 焊（Ｉ ） 目前 国 内正在运行 电站 的主 管道焊 接采 ＴＧ ，
用 手 工 ＴＧ打底 ＋ 条 电弧 焊填 充 的焊 接 Ｔ艺 ， Ｉ 焊 而
西 方 发达 国家 已将 脉 冲 ＴＧ 自动 焊 工艺 应 用 于核 Ｉ
岛安 装 ， 国从 １ ８ 年 开 始 在 核 电 站 建 造 阶段 应 用 法 ９６ 脉 冲 ＴＧ 自动 焊 技 术 ， 核 电 建 造 领 域 最 早 应 用 于 Ｉ 在
核电厂主管道焊接工艺研究
核电厂主管道焊接工艺研究摘要：针对核电厂主管道焊接施工流程进行焊接施工重难点梳理分析，充分识别出主管道焊接施工质量控制和焊接变形控制要点。
结合主管道施工重难点，对焊接施工质量和焊接变形风险点进行有效控制，确保主管道焊接施工质量，为核电主管道焊接施工质量控制提供借鉴。
基于此，对核电厂主管道焊接工艺进行研究，以供参考。
关键词：核电厂;主管道;焊接工艺引言焊接是一种以高效灵活见长的连接方法，在核电设备中被广泛应用。
焊接方法在生产中具有重要的作用，同时因焊接工艺不完善而导致的核电安全事故占比不容忽视。
此外，因为焊接工艺要求极高，操作不当则会导致焊缝产生应力集中，最后导致出现不可修复的裂纹和损伤。
目前，对于材料的焊接工艺研究应用在国内还处于不成熟阶段，很多方法还有待进一步去探索和发现。
1焊接技术的分类1.1人工焊接技术1)手工电弧焊。
手工电弧焊主要通过工人操作手提式电焊机或中大型轮式电焊机进行焊接作业，其利用电弧在空气中放电反应过程产生的能量作为热源，手工电弧焊具有设备成本低、使用简单、焊接灵活性高的特点，广泛应用于碳钢、铸铁、合金、不锈钢等金属材料加工领域。
2)手工气体保护焊。
严格来讲气体保护焊属于电弧焊的一种，是利用电弧原理实现对焊丝及金属的加热，其与普通电弧焊的区别在于利用二氧化碳、氩气等作为焊接过程中的保护气体，实现在焊丝与被焊接零件接触放电和金属熔化、融合的过程中降低空气中氧气、氮气等不利因素的影响，从而有效提高焊接质量与可靠性，且不易影响金属材料的理化性质。
3)手工可燃气体焊。
主要是利用可燃气体(如乙炔)等燃烧过程产生的高温将焊接材料或被焊接零件升温融化，实现材料之间的结合。
1.2自动化焊接技术1)传统焊接技术的自动化升级。
传统的电弧焊、可燃气体焊在技术层面上具有较强的实用性，能够满足大部分工业生产对焊接作业的需求，在现代化生产中，常利用机电控制技术、机器人技术替代传统的人工焊接，由自动化程度很高的电控机械设备完成焊接过程。
核电站主管道焊接工艺研究
三、准备工作
焊接材料准备
我公司选用了德国伯乐蒂森生产的焊接材料：焊丝牌号为ER308L，焊 条为E308L-15来进行焊接工艺评定及模拟活动。 焊接材料应按照RCCM S2000的要求进行验收，包括：外观和尺寸检验；试 件制备、取样；性能检验（化学成分、力学性能等）。
焊接材料的入库、存放和使用应符合RCCM S7200的要求。所有焊条在 焊接前需经350℃高温烘干并恒温1小时，重复烘焙不得超过两次。焊丝使 用前应清除锈垢和油污，至露出金属光泽。焊条使用时将装入专用保温筒 内，并通电保温在80～120℃，随用随取。
艺评定的焊接位置也为5G，即吊焊位置。
二、方案
3，难点分析： 主管道焊接工艺评定的主要技术难点有：
✓ 焊接工艺参数的控制要求严格； ✓ 焊接变形的监测和控制要求高； ✓ 焊接的质量要求高； ✓ 环境的清洁度要求高； ✓ 过程的质量检验要求严格； ✓ 破坏性试验难度大。
三、准备工作
组织机构
在主管道焊接工艺评定中，我公司组建了焊接工艺评定工 作小组。工作小组将由公司有核电施工经验的焊接工程师、管道 工程师、QA工程师、QC工程师、焊工、管道工、检验人员以及 辅助人员等组成。
a3、b3
四、工艺实施
8）焊接过程的质量控制
坡口表面应清洗干净，无水、油脂、氧化物和其他可能影响焊接质量的 杂质；
环境相对湿度应少于90%、打底焊时风速少于 2m/s、手弧焊时风速少于 10m/s；
焊接过程控制层间温度＜173℃； 采用窄焊道焊接方法，并注意及时调整施焊顺序以控制焊接变形； 禁止在管子表面起弧，TIG焊焊机应带高频引弧装置； 严禁主管道工艺评定试件表面与铁素体材料等接触。
在制作密闭气室时，充气两端的堵板及支撑不得采用普通钢材；充气 的同时应预留出气孔，且流量与进气相同，避免产生气压影响焊接质量。 管件的对口装配及充气保护装置如图1所示。
压水堆核电站核岛主设备焊接制造工艺及窄间隙焊接技术
压水堆核电站核岛主设备焊接制造工艺及窄间隙焊接技术下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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核电站主管道焊接工艺研究
核电站主管道焊接工艺研究核电站是利用核能发电的设施，核电站在发电过程中需要依赖大量的管道系统来输送冷却剂、蒸汽和其他辅助介质。
这些管道必须具备高强度、高密封性和高可靠性的特点，以确保核能发电过程的安全和稳定运行。
管道系统的核心是焊接工艺，它直接影响着管道的质量和安全。
针对核电站主管道的焊接工艺，需要考虑以下几个关键方面：首先，材料的选择。
核电站主管道常采用耐腐蚀、耐高温的材料，如不锈钢和钛合金。
这些材料在焊接过程中对焊接工艺的要求较高，在选择材料时需要考虑其焊接性能和可焊接性。
其次，焊接参数的确定。
焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度和焊接角度等。
这些参数的确定需要考虑材料的性质、管道的壁厚和尺寸、焊接位置的限制等因素。
在核电站主管道焊接过程中，需要严格控制焊接参数，以确保焊接接头的质量和稳定性。
第三，焊接工艺的选择。
核电站主管道焊接工艺常采用手工电弧焊、焊接机器人和自动焊接设备等。
手工电弧焊是一种传统的焊接方式，具有灵活性和适应性强的特点。
焊接机器人和自动焊接设备能够提高焊接效率和一致性，减少人为因素对焊缝质量的影响。
最后，焊接质量的控制。
核电站主管道焊接质量的控制是关键的一步，包括焊接接头的准备、焊接工艺规程的执行和焊接接头的检验等。
在焊接接头的准备过程中，需要进行清洁和除锈处理，以确保焊接接头的纯净度和可焊性。
同时，执行焊接工艺规程时，需要保证操作者的技术熟练度和操作的规范性。
最后，焊接接头的检验是焊接质量的关键环节，可以采用无损检测和物理性能测试等方法，对焊接接头的质量进行评价和验证。
综上所述，核电站主管道焊接工艺的研究对于核电站的建设和运行具有重要意义。
通过合理的材料选择、焊接参数的确定、焊接工艺的选择和焊接质量的控制，可以确保核电站主管道的焊接质量和安全性，提高核能发电的效率和可靠性。
核电站主管道焊接工艺的研究在核电站建设和运行中具有重要意义。
核电站作为重要的能源供应设施，核电站的安全性和稳定运行对于国家的能源战略和经济发展具有重大影响。
VVER堆型主管道自动焊工艺理化性能影响因素的研究
VVER堆型主管道自动焊工艺理化性能影响因素的研究VVER（VVER-水水动力反应堆）主管道自动焊工艺是一种重要的核电装备焊接工艺，其质量直接影响着核电站的安全运行。
因此，研究VVER 主管道自动焊工艺的理化性能影响因素十分重要。
本文将从焊接材料、焊接工艺参数和焊接热循环三个方面探讨这些影响因素。
首先，焊接材料是影响焊接接头性能的重要因素之一、主管道的焊接接头由一系列材料构成，包括管道和填充金属。
这些材料的物理和化学性质将直接决定焊接接头的力学性能和耐腐蚀性。
例如，选择具有足够强度和塑性的焊接填充金属，可以提高焊缝的断裂韧性和抗冲击性能。
同时，材料的化学成分应满足所焊接工件的特定要求，以确保焊接接头与原材料的相容性。
其次，焊接工艺参数是影响焊接接头性能的另一个重要因素。
焊接工艺参数包括焊接电流、电压、焊接速度和焊接角度等。
这些参数的选择将直接影响到焊接接头的质量和性能。
例如，过高的焊接电流和电压可能会导致焊接接头表面熔皮过厚和内部结构不均匀，从而影响接头的力学性能和耐腐蚀性能。
因此，优化和合理选择焊接工艺参数是确保焊接接头质量的重要措施。
最后，焊接热循环是影响焊接接头性能的关键因素之一、焊接热循环包括焊接过程中的加热过程、保温过程和冷却过程。
焊接过程中的温度分布和温度梯度将直接影响到焊接接头的晶粒和组织形貌，从而影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性。
合适的焊接热循环将有助于减少焊接接头的应力和变形，提高接头的韧性和耐疲劳性能。
因此，对焊接热循环的研究和优化是保证焊接接头质量的重要手段。
综上所述，VVER主管道自动焊工艺的理化性能受到多个因素的共同影响。
焊接材料的选择、焊接工艺参数的优化和焊接热循环的调控都对焊接接头的质量和性能具有重要影响。
因此，在实际焊接过程中，需要全面考虑这些影响因素，制定合理的焊接工艺，以保证焊接接头的质量和安全性。
AP1000核电厂波动管窄间隙自动焊关键工艺
５ 结 语 开 发 的 ９％Ｎｉ钢小 角度 坡 口半 自动氩 弧焊 复合 ＿丁
艺 与常 规 ６０￣坡 口试 板 的焊接 工 艺相 比．在保 证 焊缝 成 形 与 焊 接 质 量 的 同 时 ．节 省 了 大量 焊 接 材 料 ．显 著 提 高 了焊 接施 工 效 率 该 工 艺 在 重点 工 程 中具 有 较 好 的应用 前景 及社 会和 经济 效益
４８ ·工 艺 与 新 技 术 ．
近 年 窄 间隙 自动 焊在 核 电建 设 领 域 获 得 了 广 泛 应 用 ，特别 是 在 核 电站 主 管道 、 主蒸 汽 主 给水 管 道 等 大径 厚壁 管 道 上 的应 用 效果 显著 ．在 国 内 多座 核 电站建 设 中均 有成 功实 例 主要 采 用 窄 间 隙 钨极 氩 弧 自动 焊 ．与 传统 钨极 氩 弧手 工焊 相 比 ．前 者可 以按 照 预 先 设 置 的参 数 运 行 ．焊 接 电弧 更 加 稳 定 ． 避 免 了手 工 焊接 操 作 的 差 异 ．焊 缝 成 形 更 加 美 观 ： 采 用 的 窄 间 隙坡 口大 幅减 小 了熔 敷 金 属 填 充 量 ．为 手 工焊 时 的 ５０％～８０％ ．既 提高 了焊 接效 率 ．又 节省 了焊 材 ； 同 时 ，窄 间 隙坡 口也 使 焊 接 热 输 人 减 小 ， 从 而 缩 小 焊接 热 影 响 区 ．能 更加 有 效 地 减 小 焊 接残 余 应 力 和残 余 变 形 窄 间隙 自动焊 能 适 应 管 道 的全 位 置 焊 接 ．减 少 人 员 扰 动 ．对 改 善波 动 管 施 工 区域 的操 作 环境 十分有 利
４－４ 工 艺 分 析 由 以上 工 艺 开 发 试 验 过 程 可 以得 出 ．无 损 检 验
核电厂主管道焊接技术研究
核电厂主管道焊接技术研究发布时间：2022-07-16T08:32:27.888Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷3月5期作者：林柯宇[导读] 核电厂主管道主要作用在于连接主回路压力容器、林柯宇烟台台海玛努尔核电设备有限公司山东烟台 264003摘要：核电厂主管道主要作用在于连接主回路压力容器、主泵管道以及蒸汽发生器，也是核反应堆冷却剂系统运行的关键。
核电厂主管道内部留有高压高温高放射性物质，为了确保核电站的安全运行需要在管道焊接工作中加以重视。
本文从核电站主管道焊接技术的分类与应用入手，最后分析核电厂主管道焊接工艺，希望对相关研究带来帮助。
关键词：核电厂；主管道；焊接技术核电厂反应堆冷却剂主管道在长期运行中承受反应冷却剂高压、高温，所以焊接质量将直接影响到核电厂的运行。
近年来我国引进俄罗斯压水堆核电厂，其主要特征在于主管道应用复合钢材料，这种主管道的焊接工艺复杂并且施工难度大，以下进行相关分析。
一、核电站主管道焊接技术的分类与应用（一）EPR焊接工艺 EPR核电站的主回路系统由四环路组成，并且每个环路包括蒸汽发生器一台、主泵一台，每个环路带有6个现场焊口。
EPR主管道的焊接过程中需要进行测量计算，做好坡口加工引入组对工作，最后进行管道焊接。
整个工序关系密切，EPR主管道采取自动焊接工艺，并且施工逻辑得到较大改进，在实际施工中自动焊接工艺组，间隙控制在0-1毫米之内，相较于传统手工焊接1-4毫米的要求更加严格，所以EPR 核电站主管道引进工装，由此对主管道进行调整与组对。
此外，为了消除安装公差造成的影响，在主管道组对调整期间通过精密测量对安装位置严格控制[1]。
（二）CPR1000焊接工艺这种焊接工艺应用二代加上一回路百万千瓦级压水堆核电站技术路线，通过主管道把反应堆压力容器、主泵、蒸汽发生器、稳压器连接成为三个封闭环路。
在焊接过程中首先需要进行工艺评定，分析焊接母材材质、规格、焊接位置、焊接方法，要求主管道工艺评定母材，母材当中硼含量要低于0.0018%，不锈钢材料氮含量低于0.08%，主管道为大璧后管道，采取氩弧自动焊方式，在现场焊接过程中每个环路组成包括热锻、过渡段以及冷锻，其中热段连接压力容器以及蒸汽发生器；过渡段和蒸汽发生器相连接；冷断将主泵泵壳以及压力容器连接，每个环路现场共有24道焊口[2]。
一种压水堆核电站主管道窄间隙自动焊焊缝超声检测技术
一种压水堆核电站主管道窄间隙自动焊焊缝超声检测技术一种压水堆核电站主管道窄间隙自动焊焊缝超声检测技术朱德才刘以亮李予卫（中广核工程有限公司，广东深圳518000）The ultrasonic examination technique of main coolant pipelines automatic weld in PWRZhu Decai; Liu Yiliang; Li Y uwei（China Nuclear Power Engineering Company, Shenzhen of Guangdong Prov.518000, China）Abstract：The primary equipments like the reactor stress vessel, steam generator and reactor coolant pumps are connected by the main coolant pipelines (MCL). The MCL is the biggest and thickness pipeline in the nuclear island of PWR, the welding quality of MCL welds is critical to nuclear reactors．The MCL base metal is austenitic-ferrite stainless steel formed by case, its internal structure contains coarse columnar crystal and anisotropy. So the ultrasonic inspection is not quire valid for the MCL welds and according to the design requirement the MCL manual welds do not need ultrasonic test (UT). But with the application of narrow gap automatic welding technique in MCL welding, the UT inspection for the weld now is required in order to guarantee the quality of the welds.Key words ：Primary coolant pipe ；Automatic welding；Stainless steel；Ultrasonic examination摘要：压水堆核电站主管道是连接核岛主设备的大管径、大厚壁承压管道，主管道母材由奥氏体- 铁素体不锈钢材料铸造而成，其内部组织包括粗大柱状晶且具有各向异性的特点。
窄间隙自动焊核电建设自主化关键技术获突破
窄间隙自动焊核电建设自主化关键技术获突破
佚名
【期刊名称】《焊接技术》
【年(卷),期】2012(41)6
【摘要】日前,由核工业工程技术研究设计院承担的核电站主回路管道窄间隙自动焊工程应用研究通过专家鉴定。
该项目的研究成功是我国核电建设自主化在关键技术领域内的一个重大突破。
据悉,此项技术有望应用于秦山核电站二期扩建工程,一旦应用成功,将填补中国核电主回路管道窄间隙自动焊工程应用的空白。
【总页数】1页(P4-4)
【关键词】工程技术;核电建设;自动焊;窄间隙;秦山核电站;二期扩建工程;专家鉴定;主回路
【正文语种】中文
【中图分类】TB1
【相关文献】
1.核电站主管道窄间隙自动焊组对间隙和错边量适用范围研究 [J], 郝谦
2.核电站主管道窄间隙自动焊常见问题及处理 [J], 张荣俭
3.核电站VVER堆型复合钢主管道窄间隙钨极氩弧(N-TIG)自动焊技术应用可行性研究 [J], 郑倩倩;郑日水;罗超;江超;姚军;童晓红;孙彬彬
4.我国核电站自主化建造关键技术获新突破 [J], 杨阿卓
5.核电厂主管道窄间隙自动焊技术的应用 [J], 刘英学; 张勇斌
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摘要:压水堆核电站主回路管道是超低碳奥氏体不锈钢大厚壁管道,在高温、高辐射的环境下服役,对焊接质量要求非常高。
我国目前核电站主回路管道焊接采用宽坡口焊条电弧焊工艺,焊接一道焊口需要两名高级焊工焊接一个月,焊接周期长、效率低、劳动强度高。
为了缩短焊接时间,提高焊接质量和效率,核工业工程研究设计有限公司通过引进先进的焊接设备,开展了一系列焊接工艺试验,确定了窄间隙坡口型式和与之配套的焊接工艺参数,并按照RCC-M 标准进行了焊接工艺评定,评定结果全部符合标准要求。
因此,压水堆核电站主回路管道采用窄间隙自动焊工艺是可行的,且具有显著优势。
关键词:核电站;主回路管道;窄间隙;焊接工艺评定中图分类号:TG409文献标识码:B 文章编号:1001-2303(201008-0021-07第40卷第8期2010年8月Vol.40No.8Aug.2010Electric Welding Machine王海东,任伟,裴月梅,陈明(核工业工程研究设计有限公司,北京101601Research on narrow-gap GTA welding of PWR nuclear power plant primary pipingWANG Hai-dong ,REN Wei ,PEI Yue-mei ,CHEN Ming(Nuclear Industry Research And Engineering Co.,Ltd.,Beijing 101601,ChinaAbstract :PWR primary piping is a large thick-walled ultra-low carbon austenitic stainless steel pipe ,working under high temperature and radiation environment ,so high welding quality is required.Currently ,China's nuclear power plant primary pipe welding is implemented through SMAW-welding process with wide groove ,and to finish a weld usually need two senior welder weld more than one month.So the welding cycle is long ,inefficiency and needed high labor intensity.To shorten the welding cycle and improve the welding quality and efficiency.An advanced welding equipment introduced by Nuclear Industry Engineering Research and DesignCo.,Ltd.,after a series welding process tests ,we determined the narrow gap groove patterns and the corresponding welding parameters.And in accordance with the RCC-M standard ,we carried out the welding procedure qualification ,and all the evaluation results meet the standards.Therefore ,using narrow gap welding process in the primary piping of PWR nuclear power plant is feasible and has a significant advantage than hand-welding process.Key words :nuclear power plant ;primary piping ;narrow gap ;welding procedure qualification收稿日期:2010-07-20作者简介:王海东(1982—,男,山西孝义人,工程师,学士,主要从事核电焊接工艺的研究工作。
0前言根据我国核电产业发展规划,到2020年我国核电总装机容量要达到4000万kW ,在建1800万kW 。
这意味着在今后的10多年间,我国平均每年要开工建设2~3台百万千瓦级的核电机组,全国核电建设部门将面临着大量的安装任务。
目前国内核电工程所采用的焊接工艺基本为宽坡口的焊条电弧焊和半自动焊接方法,尤其对于核电站主回路管道,我国已运行和在建的核电站在施工中采用的仍是传统的焊条电弧焊工艺,一个对接焊缝需两个焊工维持1个月的高强度施焊才能完成,焊工劳动强度大,焊接效率低;同时,焊条电弧焊也受到工作环境及焊工状态等诸多不确定因素的影响,焊缝质量难以控制。
在西方发达国家,主回路管道的全自动焊技术已经十分成熟,并且已广泛应用于核电站的安装。
为了减少宽坡口焊条电弧焊工艺给管道工程带来的不利影响,缩短焊接时间、提高焊接质量和效率,核工业工程研究设计有限公司通过引进先进专题讨论︱︱电力工程焊接技术压水堆核电站主回路管道窄间隙自动焊工艺研究表2Z3CN20-09M 的化学成分w (C≤0.040w (Mn≤1.500w (Si≤1.500w (P≤0.025w (S≤0.015w (Cr19.00~21.00w (Ni8.00~11.00w (Co≤0.100w (Cu≤0.500w (B≤0.002%管道自动焊接设备,对核电站主回路管道进行焊接试验研究,分析该项工艺应用于工程的可行性。
1核电站主回路管道简介压水堆核电站主回路管道(简称主管道是连接主回路系统中压力容器、蒸发器和主泵的重要管道,由于载热剂需直接流过反应堆的堆芯,含有高放射性物质,且是中温高压的介质(T =320℃,P =15.5MPa,一旦发生泄漏,将会对人的身体健康、生态环境等产生严重的危害,后果不堪设想。
因此,对主管道的焊接质量和工艺要求十分严格,是核岛管道安装焊接中最重要的部分,直接关系到机组的安全运行。
目前,国内一台1000MW 核电机组的主管道安装焊口共有24个,具体分布如图1所示,其焊口的规格、数量和焊接位置如表1所示,主管道的材质为Z3CN20-09M(法国AFNOR 牌号,由离心铸造而成,其化学成分和力学性能如表2和表3所示,属于奥氏体不锈钢,碳含量很低,具有良好的焊接性,不易产生冷裂纹,但由于奥氏体不锈钢的导热性较差,线膨胀系数较大,导致在焊接过程中会产生较大的焊接应力,如果焊接材料或焊接工艺选择不当,会产生晶间腐蚀和热裂纹等缺陷,影响焊缝质量。
焊口描述压力容器-主管道蒸发器-主管道50°弯头主泵-主管道压力容器-主管道28°弯头蒸发器-主管道40°弯头主管道-主管道40°弯头主管道-主管道90°弯头主泵-主管道90°弯头焊口编号C1C4F1F4U1U2U4U6焊口规格/mmφ873×69φ976×95.7φ832.5×67φ861.9×81.7φ976×95.7φ939.4×76φ939.4×76φ967.4×90焊接位置5GT 6GT 5GT 5GT 6GT 2GT 5GT 2GT 表3Z3CN20-09M力学性能R m /MPa ≥480R P0.2/MPa ≥210A /%(5d≥35R m /MPa ≥320R P0.2/MPa ≥125拉伸(室温拉伸(343℃冲击功A KV /J(室温≥80专题讨论第40卷专题讨论︱︱电力工程焊接技术燃烧,又形成一个新的焊点。
只要合理地调节脉冲间隙时间和适当的焊枪移动速度,保证相邻两焊点间有一定相互重叠量,就可以获得一条致密的焊缝[1]。
焊接时,通过调节脉冲波形、脉冲电流的幅值、基值电流的大小、脉冲电流的维持时间和基值电流持续时间,就可以对焊接热输入进行控制,从而控制焊缝及热影响区的尺寸和质量。
选用加拿大LIBURDI 公司的全位置脉冲TIG 自动焊机,该设备包括一个带有控制台的电源,一个管道焊接接头或一个管焊接头和轨道,一个遥控器。
具有性能稳定、操作简单、适用管径范围宽等优点。
图2是水平固定(5GT位置焊接现场,图3是垂直固定(2GT和45°(6GT位置焊接现场,图4是从监视系统当中看到的图像,可直接对焊接过程进行控制,可精确定位和调整钨极和焊丝位置,保证侧壁充分熔合。
图2试验室条件下5GT 焊接试验(母材Z3CN20-09M ,厚度95mm ,外径935mm图3试验室条件下2GT(左和6GT(右焊接试验2.2焊接材料选择根据主管道母材的力学性能和化学成分,以及自动焊设备特点,确定焊接材料为ER316LSi ,其化学成分如表4所示。
2.3焊接工艺参数影响自动焊焊接工艺最重要的参数是峰值和基值电流、电压、送丝和行走速度,通过试验将各项参数进行最佳匹配,得到成形良好的焊缝,实现全自动焊接打底单面焊双面成形,焊接填充过程中在较低的热输入情况下实现层间和侧壁良好熔合。
试验表明,焊接参数的选取直接影响焊缝的外观,理想的焊缝形状应该是凹面上表面与侧壁充分润湿熔合,并且每层的厚度均匀,最佳的焊缝形态可减少侧壁未熔合的风险,如图5所示。
对于自动焊,钨极的形状和尺寸对焊缝成形也有一定的影响,对于一般采用的铈钨极,末端形状如果为圆锥尖顶状,则焊接形成的熔核直径增加,熔深浅;如果为圆锥子顶状,则熔核直径减小,熔深增大。
主管道在自动焊接过程中一般推荐采用钨极末端圆锥角为30°,如图6所示。
平台B 直径为:(1根部焊道——钝面直径B =0.8±0.1mm 。
(2填充焊道——钝面直径B=1.2±0.2mm 。
(3盖面焊道——钝面直径B =1.0±0.1mm 。
2.4坡口型式选择合理选择接头坡口型式,是保证质量、提高效图4焊接过程视频监控表4ER316LSi 焊丝化学成分w (C0.001w (Mn1.750w (Si0.740w (P0.017w (S0.011w (Cr18.360w (Ni12.200w (Co0.030 w (N0.051w (B0.001%w (Mo2.500w (V0.064w (Cu0.063专题讨论王海东等:压水堆核电站主回路管道窄间隙自动焊工艺研究第8期a 凝固后的焊缝b 焊丝送入熔池状况专题讨论︱︱电力工程焊接技术图5焊缝形状专题讨论第40卷专题讨论︱︱电力工程焊接技术表55GT 工艺评定焊接参数背面气体Q /L ·min -120±520±520±520±5———————气路2Q /L ·min -160±1060±1060±1060±1050±1050±1050±1050±10———气路1Q /L ·min -130±530±530±530±530±530±530±530±525±525±525±5占空比/%5050505050505050505050脉冲频率/pps 1.81.81.81.81.81.81.81.81.81.81.8焊接速度/IPM2.6±0.12.6±0.12.6±0.12.6±0.12.5±0.12.5±0.12.5±0.12.5±0.12.5±0.12.6±0.12.6±0.1基值送丝速度/IPM 010±520±530±530±540±540±540±540±520±2020±10 峰值送丝速度/IPM 020±540±550±550±560±560±560±560±540±2040±10峰值电压U /V9.0±0.29.5±0.29.5±0.29.5±0.29.6±0.29.6±0.29.6±0.29.8±0.29.8±0.29.8±0.510.0±0.3基值电流I /A 80±585±10100±10130±10150±20160±20190±20200±20210±20170±30140±30峰值电流I /A 180±5180±5200±10230±10250±10270±10290±10300±10310±10270±30240±20焊缝宽度/mm 6.1±0.26.1±0.26.8±0.27.5±0.27.8±0.28.1±0.28.5±0.28.6±0.29.2±0.59.2±0.59.5±0.5焊接区间盖面焊道填充焊道根焊道点焊3焊接工艺评定[2]按照RCC-M 2000的标准要求,进行了水平固定(5GT和垂直固定(2GT两个位置焊接工艺评定。