台山核电厂废液排放贮槽焊接变形控制

张国兴

【摘 要】当前我国核电正处于高速发展期， 前景广阔. 核电废液排放贮槽由于壁薄，焊缝密集分布且纵横交错，在焊接过程中不可避免的会产生焊接变形与焊接应力。由于核电对焊接变形要求比较严格，需采用更加有效措施来控制焊接变形。本文介绍废液排放贮槽的主要部件的结构与连接形式，根据每个部件焊缝的特点，采取具有针对性的防变形措施来控制焊接变形，效果显著，顺利通过验收。

【关键词】核电 废液排放贮槽 焊接变形 控制

台山核电站一期采用法国EPR第三代核电机组，两台单机容量为1750MW，该工程需安装3台立式圆柱形的废液排放贮槽用于收集、暂存、混匀待排放废液。主要由底板、筒体、拱顶和附件等构成。废液排放贮槽由于壁薄，焊缝密集分布且纵横交错，在焊接过程中不可避免的会产生焊接变形与焊接应力。由于核电对焊接变形要求比较严格，为保证废液排放贮槽施工能顺利完成，专门制定一系列措施来控制焊接变形。

1 废液排放槽焊接顺序

储存罐底板的组对、焊接；最高层与次高层壁板组对焊接；顶板组对、焊接；顶板与筒体的组对、焊接；其余壁板组对、焊接（由上至下组装焊接，焊接一层提升一层）；

最底层壁板与底板找正、焊接；相关附件焊接；

2 底板焊接

底板材质为Q245R，厚度为10mm，由10块散件搭接而成。由于焊缝纵横交错且厚度较薄，容易产生角变形与波浪变形；采取措施：

（1）刚性固定法：底板整体铺设完成后，在每条长焊缝上加固一条工字钢，工字钢与焊缝相距60～100mm为宜，然后在另一方向上均匀加固工字钢成井字架（图1）；

图1 底板焊缝刚性固定及焊接顺序

（2）焊接顺序：把焊缝从中心向两端分成若干150～250mm长的小段，先焊接短焊缝A再焊接长焊缝B（按B1～4顺序焊接），长焊缝可采用隔条跳焊+分段对称跳焊由中心向外焊的方法，以均匀分散焊缝热量，使焊接时产生的应力及变形向外扩散，达到减小变形的效果；

3 筒体焊接

筒体由六层壁板层叠而成，每层壁板由4块弧型板拼接而成，壁板材质为Q245R，厚度为8mm，板与板对接组装而成；焊缝主要有纵向焊缝与环向焊缝组成。由于焊缝只有8mm，容易产生凹陷与波浪变形；

采取措施：

（1）焊接顺序 先焊接纵焊缝，然后焊接环焊缝，最后焊接纵环交错位置的T字焊缝；

（2）纵向焊缝焊接前，在纵向焊缝内侧自上而下每400～500mm点焊一块带圆弧的门形架，外侧使用槽钢进行加固以控制焊接变形，槽钢与纵缝相距60～100mm为宜；焊接时，把焊缝分成若干150～250mm长的小段，采用分段退焊法从下往上焊接。减少焊缝持续加热时间，从而避免温度过高引起变形，同时焊接增长方向相反的焊接可以与焊缝残余应力相互抵消，从而减少变形；

（3）环向焊缝焊接前，在筒体内侧每300～400mm均匀点焊板状卡块，每个点固焊焊点长度为20～30mm之间，以防止焊接时环向焊缝向内侧收缩变形；焊接时，把焊缝均匀分成若干150～250mm长的小段，由四个焊工采用分段对称退焊法见图2（箭头表示运条方向，A、B、C、D表示4位焊工，序号表示焊接顺序，内侧分段线表示卡块位置，外侧分段线表示焊缝分段线）焊接过程应尽可能同步，避免受热不均匀产生变形或增加应力；

4 拱顶焊接

拱顶由18扇形板及1块圆形板拼接而成，材料为Q245R，板厚为8mm；为T形接头形式；

采取措施：

（1）先焊接扇形板焊缝，再焊接圆形板；

（2）拱顶整体铺设完成后，在各扇形板离焊缝约50～60mm处平行点焊一条弧形板，每个点固焊焊点长度为20～30mm，以防止焊接时产生的波浪变形与凹陷；焊接时，把每条焊缝均匀分成若干150～250mm长的小段，由于拱顶焊缝需要内外焊接，可采用隔条跳焊+内外分段对称跳焊法，自中心向外焊，以均匀分散焊缝热量，使焊接时产生的应力及变形向外扩散，达到减小变形的效果；

5 筒体上附件焊接

筒体上附件主要包括支架和加强板，由于厚度只有8mm，焊接筒体外壁附件时会产生收缩应力容易造成筒体壁板凹陷；

采取措施：在焊接部件对应的筒体内壁点焊四块临时加强板，焊接时采用逐层对称焊接方法并控制层间温度。

6 结语

通过对废液排放贮槽不同部件制定的针对性的防变形措施、优化焊接顺序及方法，三台废液排放槽经过焊后检验，底板局部凹凸度最大值为18mm，筒体及拱顶的局部凹凸变形经样板检查间隙最大值为8mm，焊接变形得到良好的控制效果，满足核电废液排放贮槽设计要求。

参考文献：

[1]陈祝年.焊接工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]付荣柏.焊接变形的控制与矫正[M].北京：机械工业出版社，2006.