核电堆芯中子通量测量系统导向管焊接质量控制

张勇斌　庾涛锋

摘 要：核电堆芯中子通量测量系统是主系统中关键敏感的系统之一，文章针对其系统中导向管与压力容器管座焊接施工过程，从事前、事中、事后及“5M1E”等方面采取措施进行控制，确保了现场焊接质量，为后续中子通量焊接施工提供了参考。

关键词：导向管；焊接；质量控制

堆芯中子通量测量系统是核电站运行过程中测量反应堆热中子通量分布的，是主系统中非常重要的系统之一，其中中子通量导向管则是堆芯中子通量测量系统中的一个重要组成部分。M310型堆芯中子主要包括1个贯穿件组件、50根中子通量导向管、50个手动阀、50个调整塞以及贯穿件等。50根导向管由不锈钢Z2CN18-10加工而成，形状均成 “L”型，长度在8～11.5m，上端与压力容器底部管座对应焊接，下端通过贯穿件与手动阀密封组件焊接，形成一回路水的密封。由于导向管内壁与一回路水直接接触，承受与反应堆压力容器相同的压力，因而对导向管焊接质量要求特别高。

1 前期准备工作

中子通量测量系统作为重要的主系统之一，核安全局对施工质量非常重视并设置了见证点，业主、安装单位及监理公司也将其上升到一定高度，监理公司组织编写专项策划方案并成立质控小组对现场施工进行监督检查。施工前对技术文件进行研究梳理，从焊接工艺评定过程、施工方案可行性、施工过程中安全质量风险、清洁区建立等方面进行了监督审查。

1.1 焊接工艺评定。施工前组织各方认真研究学习技术文件，按照技术文件要求完成了工艺评定，并全程参与工艺评定过程见证，对工艺评定过程中出现的问题及时归纳总结形成经验反馈并组织安装单位学习。

1.2 施工方案审查。按照技术文件对焊接施工方案进行符合性审查，对方案中施工步骤、施工工艺、检测标准、施工记录、施工可行性等方面进行认真的审查。

1.3 施工过程中安全质量风险分析。现场施工前充分考虑了施工过程中可能出现的安全质量问题，提前做好了风险分析工作，并制定风险预防措施及风险应急处理措施，确保了过程中突发安全质量问题能得到很好的解决。

1.4 清洁区建立。堆芯中子通量测量系统施工时土建单位还未对房间进行装修，地面、墙壁积灰严重，粉尘较大。为了保证施工质量，施工前要求安装单位按照技术文件要求建立满足材料、部件等级的Ⅰ级清洁区，并保证焊接实施工作区域具有良好的通风、照明设施；定期对清洁区进行清理，并设立控制专区，控制进入施工区域人员。进入专区必须穿戴白大褂、鞋套，专区内设备机具、工装材料按照场地规划进行摆放，做到文明施工。

2 现场焊接施工前控制

2.1 人员资质经验审查。焊工需经过法国AREVA 公司培训合格，并取得相应的资格项目的操作证，考虑现场施工强度、人员状态等情况，现场配备2～3人，1人操作，其余作为替补，现场焊接前先在试验件上进行模拟焊接，满足条件后方可焊接正式产品。打磨人员经过相关培训且经验丰富，能积极配合焊工的操作。焊接检查人员、无损检验人员均具有相应的资格证（Ⅱ级），且资格在有效期内。所有参与施工的人员均参加了技术交底和安全交底，熟悉施工过程中的重点难点，掌握突发事件中问题的处理要点。

2.2 设备状况。现场焊接时使用的焊机、工机具、仪器仪表等均标定合格，并在有效期内。现场施工前应向相关部门开具一级动火票并申请设置专项施工电源，避免因突发性断电影响焊接质量。

2.3 材料状况。导向管与压力容器管座焊接所需焊材为ERNiCrFe7，直径为ф1.6。现场焊接前由焊接工程师开具焊材领用单，焊工携带领用单去焊材库领取，焊丝桶标签清晰明了，专筒专用；焊接工作结束后，及时将剩余焊丝及焊丝头交回焊材库。

2.4 焊接工艺。正式产品件焊接前施工人员均应熟悉焊接方案、技术交底、安全交底，焊工掌握焊接数据单中的相关参数，并将焊接数据包悬挂在施工区域以备焊工查看。

2.5 环境状况。焊接前再次对清洁度进行检查，确认满足Ⅰ级工作区后方可进行焊接，清洁区应设立控制专区由专专人负责，对进出入人员及携带物品进行登记，无关人员一律不允许进入；清洁区应定期进行清洁，施工员身着连体服、鞋套，检察人员身着白大褂，并定期对连体服、白大褂进行清洗，施工过程中严禁人员随意走动，干扰焊工注意力。

3 现场焊接施工过程控制

3.1 组对前无损检测。检测前核对导向管编号与压力容器管座的一致性，导向管与压力容器管座组对前的待焊表面及其邻近区域按照RCCM S7361、RCCM S7362要求进行尺寸外观检查，按照RCCM S7363进行坡口液体渗透检测，液体渗透前用不锈钢胶带对管端进行封堵，避免渗透液、显像剂进入导向管内部。

3.2 点焊组对。管座无损检测合格后将外部水冷管穿入管座装并临时固定，将无损检测合格的导向管插入管座，采用专用工具进行组对定位，根部组对间隙保证在4±0.5mm，按照焊接数据包要求调整好焊接位置并将组件点焊固定；点焊时工件内表面充氩保护，组对完成后，对工件坡口采用丙酮清理，并进行焊缝标识。对定位焊缝按RCCM S7382 的要求进行外观检查，不允许存在气孔或裂纹，对存在的缺陷必须清除后重焊，有疑问时进行液体渗透检验。

3.3 导向管焊接。导向管与压力容器管座焊接采用氩弧焊，定位焊及打底焊时背面充氩保护（整管充氩）氩气流量大于13L/min，外部水冷管通入循环水进行冷却；打底焊完成后按照RCCM S7363要求进行层间液体渗透检测，合格后进行后续焊道焊接。后续焊接时外部装水冷管、内部喷水管方式进行冷却，焊接过程中随时监测内外部除盐水流量，每焊一层用红外线测温仪监测层间温度，并做好记录。现场焊接过程中需注意压力容器中交叉施工，充氩过程中应尽可能避免在压力容器中施工。

3.4 焊后打磨。打磨过程中，需用量规进行测量，避免打磨过度，影响RT探伤结果；打磨过程中应特别注意，避免伤及管座及导向管母材。

3.5 尺寸测量。打磨后用专用检验规对焊缝尺寸进行测量，检验规应与焊缝表面紧密接触。

4 焊后无损检测

焊接完成后对焊缝进行打磨，打磨过程中，按照RCCM 7461 、RCCM 7463进行目视检查及尺寸检查，尺寸检查采用专用工具进行。合格后按照RCCM 7714、RCCM7741进行液体渗透检验、射线检验，检验时采用专用工具补偿器对厚度进行补偿。打磨时需常用测量工具进行测量，避免打磨过度，射线拍片时需拍到组对间隙处，焊后根部间隙必须大于0。

5 结语

堆芯中子通量测量系统导向管是主系统中关键性敏感设备，焊接质量要求高，施工前充分考虑现场施工过程中可能出现的问题，提前做好安全质量风险，并制定相应措施，从事前、事中、事后及“5M1E”等方面入手，严格控制施工过程，最终RT检测合格率100%。施工过程焊接工程师全程参与，得到了一定的锻炼，施工中采取的措施、施工经验对后续堆芯中子通量测量系统导向管焊接施工也具有一定借鉴意义。

参考文献

[1] 堆芯通量测量系统导向管、手动阀-密封组件及支架等的安装和焊接技术要求[S].