秦山核电二期扩建工程不锈钢厚壁管的焊接施工技术
2011-08-03马新朝邱望冬
马新朝,邱望冬,邢 洋
(北京四达贝克斯工程监理有限公司,河北 石家庄 050019)
核电建设安装过程中通常会遇到多种类型的不锈钢管道,这些管道一般为RCC-M1、2级,部分管子直接与冷却剂接触或处在反应堆的强辐照区。在高温、高压下受热冲击、中子辐照脆化、动态应变失效、高温水致腐蚀与疲劳,多发生因热疲劳、晶间应力腐蚀和水锤效应等因素引起的裂纹,而且结构特殊,如果没有相应的工艺和安装顺序,将会给施工带来不必要的麻烦,并对焊缝的质量造成影响。
秦山二期扩建工程核级不锈钢厚壁管道主要有以下几种规格:φ60.3 mm×8.74 mm;φ88.9 mm×11.13 mm;φ114.3 mm×13.49 mm;φ168.3 mm×18.26 mm;φ219.1 mm×23.01 mm;φ273.1 mm×25.40mm;φ323.8 mm×28.68 mm。其中,主管道的规格:热段长(6001±3)mm,管径φ873 mm×68.5 mm,重9.174 t;冷段长(7157±3)mm,管径φ828 mm×64.75 mm,重9.466 t;过渡段总长为4557.6 mm(2685.8 mm+1521 mm+350.8 mm),管径φ932 mm×72.3 mm,重14.544 t(管径尺寸为制造尺寸,实际尺寸要大于该数值)。其材质主要为法国牌号Z2CN18-10、Z2CND18-12和Z3CN20-09M,规定的化学成分如表1所示。

表1 核电用不锈钢厚壁管的化学成分Table 1 Chemical composition of thick-walled stainless steel pipes in nuclear power plant%
Z2CN18-10、Z2CND18-12和Z3CN20-09M全部为超低碳不锈钢,主要涉及反应堆冷却剂系统、安全注入系统、化学和容积控制系统和余热排出系统,工作压力和温度较高。
不锈钢的线膨胀系数大而导热能力小,厚壁管道焊接时必然出现较大的焊接变形,再加上焊接时的工艺不妥当及错边的影响,厚壁管焊接时更容易在接头和结构中形成较大的残余应力或产生结晶裂纹,直接对安装造成困难,焊缝无损检验不合格或间接造成焊接接头的应力腐蚀,使焊接接头的使用寿命缩短或降低了焊缝的抗腐蚀能力。
1 不锈钢管的焊接
1.1 焊接前的准备工作
1.1.1 焊接材料的确定……p>
