朱克明
中核检修有限公司 上海 201799
摘要：对于核电厂核岛主制造设备而言，其焊接质量对于其设备的整体质量具有重要影响。本文主要是针对核岛主管道的焊接来对主设备的焊接质量进行探讨和研究，并从焊接技术和焊接质量控制这两个角度对核岛主管道的焊接质量进行控制，以及为提高我国核电厂核岛主设备制造焊接质量提供理论支持。
关键词：核岛；设备制造；焊接；质量控制
引言
钢材作为我国核电建筑物的主要构件，其需要经过一定的焊接加工之后才能成为固定的产品及拥有一定的功能。但是，在焊接过程中经常会由于操作不规范等行为而导致安全事故的发生。比如，2011年的日本福岛县的第一核电站事故，1986年的切尔诺贝利和现状的四号反应堆事故，给全球的人类带来了难以消除的恶劣影响。为了有效降低核电设备的安全事故发生概率，在核电设备的制造过程中要使用安全性能高的焊接技术，确保核电设备的生产安全性及稳定性，可见，对核电设备焊接技术的现状和发展进行深入研究是非常有必要的。
1核电工程焊接技术现状
核电站通常是利用原子分裂产生热能来达到加热液体的最终目的。通过加热水来散发出水蒸汽，从而促使涡轮发生高速旋转，最终产生电能。核电站设备需具备耐高温等相关特点，从而确保核电站的有效运行。并且，为了保证核电设备的焊接工艺质量，施工单位可以在焊接过程中使用探伤技术，其探伤准确度较高，也比较可靠。另外，目前我国的超声波技术已经日趋成熟，在焊接技术当中也可以多多予以使用。还有，磁粉探伤作为一种灵活检查裂缝的方式，可以在复杂节点中发挥出中套的定期检查作用，也可以保证焊接工人的施工安全。如果说，核电设备必须在现场进行焊接，最好的施工方法是，将焊接的构件进行解剖之后在车间里完成元件和成套的组件，这样焊接质量会比较有保障。然后，将他们分门别类的形成配套的设施，并运送到具体的核电站工地上。为了保障核电站的安全施工，应该尽量减少在现场焊接的次数，只有那些必须在现场对接、需要在现场确定尺寸，或者其他特殊原因才能在现场开展焊接活动。
2核电工程有效控制焊接施工质量的方法
2.1焊接技术的填充材料
在主管道窄间隙自动焊接技术中，常用的焊材是不锈钢焊丝，而在实际生产过程中对不锈钢焊丝的采购必须要按照相关技术标准进行，而且在焊材采购回来后，还需要通过进场检验和使用前检验来对焊材进行验收，当焊材检验合格后对焊材进行储存时，需要将这些焊材单独放置，禁止与其他焊材堆叠进而影响焊材的质量，而且焊材在储存时其储存环境要求温度≧20℃，湿度<50%，其中316L不锈钢主要是用于支撑管道和打底焊道的直接焊接，而316LSi则应用于盖面焊道和填充焊道的焊接。
2.2管道支架分阶段施工工序优化
管道支架安装可分为一级、二级支架安装。一级支撑是指固定在民用钢结构或混凝土结构上的固定部件和辅助钢框架。不同类型的支持有不同的组合。例如:对于悬臂梁支架，第一阶段支架包括衬底(预埋板除外)和悬臂梁;对于其他结构梁支架，第一阶段支架包括衬底和结构梁部分;对于吊架，第一级支架包括底板和吊耳。当一级支架为梁式结构时，应在管道安装前进行安装。这些支架可用于提升和安装管道。当一级支架的安装对管道安装或二级支架的安装有影响时，应推迟安装;由于建筑结构支架的定位是基于理论坐标定位，安装时应调整支架、吊架，使其与施工图中的管道标高、坡度一致。在此过程中，需要消除土建结构误差和安装公差对布设位置的影响。第二阶段支架包括:管道限位及固定件、中间支架。管路限位固定件包括:整体固定支撑附件(假三通)、托架限位件、导向件、弯头支架(耳轴)、u型管夹、管夹、防摆支座中间连接件、拉杆、缓冲拉杆等。中间支撑件包括:吊环螺母、花篮螺栓、U形接头、吊杆、吊杆接头、横臂梁等。
一旦管道固定部件组装、紧固并连接到第一级支架上，支架的设计应能够支撑(刚性和柔性极限)和引导(可变和恒定负载支撑)。
2.3焊接进度计划优化
平行施工与流水施工的施工计划需要优化，在施工前把准备时间及操作时间进行细化，可细化精确至最小，减少宏观作业时的等待、拖延现象。优化各类工序接口，控制紧前工序与紧后工序的衔接，做到提前介入并控制设计变更的发放时机，管道焊接工艺指导书与PQＲ的接口，焊接工艺的发放、现场焊接，VT，委托探伤及现场探伤的衔接，见证件试样的取样、加工、试验及报告接口，与监理相关的见证点释放管理。对于施工质量计划见证点均需要提前完成、通知到位，以减少等待时间。
2.4现场焊接管理
点焊时，必须严格遵守HAF603的要求并保持良好的焊接质量控制体系，管理焊工资格和资格的持续维护，做好焊接单位的监督管理工作，从焊接施工、机器、材料、方法、环、测量检验六个方面全面控制，注重对技术管理和人员资质的有效性控制，杜绝长期违章，充分了解焊接检验标准并认真检验，焊接质量才能得到有效控制。
2.5核心管件的焊接及变形控制
应对CＲDMΩ环的热输入进行控制，核级管与不锈钢覆面板的角接焊控制;管段焊接时，焊接变形控制，其收缩量随管道直径、管壁厚度的增加而增加。当管段两侧管段上的所有焊口都已进行焊接后，至少要等每个焊口都焊至管壁厚度的45%～55%［3］，并且经过检验合格后才可以进行预留余长的切割，以保证焊缝收缩量满足要求;进行组对前需实测管道坡口壁厚，如有偏差，则厚薄交叉搭配，对称错开，以尽量减小由于壁厚偏置引起的变形;管道沿圆周方向的坡口角度大小应均匀，尽量减小对口间隙;对于管径≥203.2mm(8in)的管道，对称施焊。
2.6侧壁熔合不良管理
在对主管道进行焊接时，在焊接缝的根部以及根部两侧都容易存在侧壁熔合不良的现象，而造成这些问题的原因主要是由于焊接机的电弧张开不足且焊接热输入不够。研究发现，影响自动焊接机电弧张开角度的因素有很多，主要有以下几种：焊接机钨极类型、电流大小和所选用钨极的锥度不够等。因此，在对主管道进行焊接时，焊接工人需要先做好焊接准备工作，对焊接设备焊接头钨极的类型进行仔细选择，确保钨极端头质量良好，无开叉现象出现，并依据实际情况来辨别是选用直钨极还是弯钨极。焊接机的相关焊接参数都是经过专业检验和校核的，所以在焊接过程中其热输入量一定要确保焊材能够充分熔化，若焊接不良就会导致焊接机的运行速度受到影响，进而导致焊材熔化不充分以及焊缝侧壁熔合不良等现象的发生。
结语
总之，目前随着我国核事业的不断发展，核设备制造业发展越来越快，核电设备的制造方案也日趋完善。这些企业为了能提高自身的制造能力和生产能力，会不断的加强自身的焊接技术，不断完善提升自我的焊接水平。可见，对焊接技术的创新性和安全性进行不断的研究已经成为我国核设备制造业中的行业发展趋势了。更多的企业焊接技术实现了传统焊接技术与当代数字技术的有效融合，还在焊接过程中加入了红外传感器和激光的全路径跟踪技术，以提高生产效率优化，使我国的焊接技术成熟，促进了我国核电工业的跨越式发展。
参考文献
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