M310机组核电厂核岛二回路管道焊接质量控制

李严 舒磊 罗东明

中核工程咨询有限公司 北京 100073

M310机组核电厂二回路管道包括三条主给水和三条主蒸汽管道，管道安装主要采用焊接的连接方式。主给水、主蒸汽管道管壁较厚，焊接劳动强度大，热处理时间较长，现场施工环境较差，必须加强过程的监督检查以保证二回路管道安装质量。

1 工程概述

1.1 主给水、主蒸汽系统管道功能

二回路管道主要包括主蒸汽管道系统、主给水管道系统。主给水系统（ARE）用来向蒸汽发生器输送经过高压加热器加热的高压给水，供水量由给水流量控制系统进行调节，维持蒸汽发生器二次侧水位在一个随汽机负荷变化所预定的基准值；主蒸汽系统（VVP）是由三根主蒸汽管线，每根管线分别与一台蒸汽发生器出口接管相连，三根管线分别穿过安全壳，进入主蒸汽隔离阀管廊，主蒸汽管穿过主蒸汽隔离阀管廊后进入汽轮机厂房[1]。

1.2 主给水、主蒸汽管道材质及规格

主给水、主蒸汽管道为碳钢无缝管，材质为P280GH，RCCM级别均为2级，其中主给水管道规格为：Ф406.4×21.44mm，主蒸汽管道主要规格为Ф813×32mm，主蒸汽超级管道规格为：Ф813×46mm。

2 材料的焊接性及焊材的选用

主给水、主蒸汽材质均为P280GH，P280GH是按照RCC-M1144规范生产的优质碳素钢。焊接时产生热裂纹倾向不明显，但易产生冷裂纹。

二回路管道焊接采用焊丝为ER70S-6、焊条为E7018，焊材的选择主要是依据保证焊缝金属的强度、塑性、韧性与母材相匹配，即等强匹配原则。焊丝ER70S-6焊接时具有良好的电弧稳定性和较高的焊缝力学性能；焊条E7018是铁粉低氢钾型优质碳钢焊条，焊接性能优良，两种焊材满足焊接要求。

3 焊接过程及热处理

3.1 待焊部件准备

二回路管道管壁较厚，采用“U”型坡口，待焊坡口表面应保持光洁平整，坡口表面及其两侧边缘的临近区域15mm宽度范围内做到清洁、无水、无锈斑、无油脂、裂纹、重皮、坡口破损及任何毛刺等杂物存在，焊前需进行100%PT检验。

3.2 部件组装、组对

主给水、主蒸汽管道组对时，要严格控制组对间隙及错边量。保证管道内壁（根部）齐平，若有错边，内外错变量要均匀分配到各个方向。

二回路管道采用与母材同材质的定位棒进行组对，定位棒的直径为20-30mm，长度约为30mm。定位棒应该沿坡口均匀分布，数量为4-6个。当定位焊焊缝有夹渣、气孔或裂纹等表面缺陷时，必须清除后移位重焊，定位焊不可损伤母材[2]。

3.3 焊前预热

二回路管道采用电阻加热、热电偶测温、温度控制箱控温的方式进行预热，预热前按照热处理工艺卡布置好热电偶，绕好加热带或加热绳，将保温棉均匀的包裹在加热带或加热绳的上部，并捆扎牢固。加热带或加热绳缠绕时应避免重叠。对于5G1T位置，热电偶的布置应一只安放在管道的上方，一只安放在管道的下方；2GT位置，热电偶应对称分布，热电偶应与坡口紧密相切。加热区域为坡口两侧各至少≥50mm，预热温度为125～200℃，保温棉宽度应至少大于加热器布置宽度，预热至规定温度后应保持预热温度30min。

3.4 管道焊接

二回路管道焊接时采用氩-电联焊工艺，焊接过程中要严格控制层间温度，同时层间温度应不低于预热温度的下限。多层多道焊应将每层焊道接头错开10-30mm，焊道衔接处应平滑过渡，焊工在焊接过程中应检查各层间焊道的质量，对影响焊缝质量的焊缝表面熔渣及飞溅物等缺陷予以清除后，方可进行下一焊道的焊接[3]。为减小焊接变形，焊接时采用双人对称施焊，从两侧均匀、交替施焊。两名焊工技能水平应相当，并注意改变每道的施焊方向。施焊过程中除工艺和检验上的要求外，应连续焊接完成。若人为中断，必须完成氩弧层焊接，并用焊条至少填充一层，使焊缝达到强度要求。若客观原因被迫中断时，应采用防止冷裂纹产生的措施。

3.5 焊后热处理

焊接完成后，如无特殊原因，应立即进行焊后热处理，目的是消除焊接接头及附近区域的焊接残余应力。与预热和后热相同，焊后热处理采用电阻加热法，用温度控制箱控制温度，用温度记录仪记录焊后热处理全过程，测温点不少于两点，热电偶应对称分布，热电偶应与焊缝紧密接触。

热处理操作人员严格按照热处理工艺卡要求进行操作，并记录热处理工作曲线，观测热处理曲线状况，防止出现意外。由于主给水、主蒸汽管道焊后热处理周期较长，应避免热处理过程中出现电加热器的电阻丝熔断或断电，应加强处理过程中的巡视检查工作。

4 无损检验

二回路管道焊缝表面应进行打磨，表面质量应符合相关验收标准要求。焊缝目视检查合格后，对其进行100%液体渗透检验和100%射线检验。由于主蒸汽管道管壁较厚，为减小焊缝返修工作量，焊接至50%时进行层间射线检验，检验合格后继续进行焊接，焊接完成后对焊缝进行100%液体渗透检验和100%射线检验。

5 结语

核电厂二回路管道焊接劳动强度大，热处理时间较长，现场施工环境较差，工种配合较频繁，必须从人、机、料、法、环五方面严格控制，加强施工过程中的质量监督检查力度，才能有效的保证二回路管道安装焊接质量。