AP1000核电主蒸汽管道焊接工艺

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AP1000蒸汽发生器制造中的焊接与焊后热处理

AP1000蒸汽发生器制造中的焊接与焊后热处理

AP1000蒸汽发生器制造中的焊接与焊后热处理摘要:对于AP1000蒸汽发生器来说,其焊接材料、焊接方法、焊接工艺评定、预热、后热、临时性附件、焊接顺序、焊后热处理等,比之前大的蒸汽发生器的要求更多。

为了保证蒸汽发生器的制造质量,在整个制造过程中电气核电设备企业务必需要采用多项焊接和焊后热处理创新技术。

关键词:AP1000蒸汽发生器;制造;焊接;焊后热处理引言:APl000是美国西屋公司在AP600的基础上开发的第三代先进核电技术,与传统成熟的压水堆核电技术相比,最大的优点是其安全系统采用了“非能动”技术,提高了安全性和经济性以及建造中大量采用模块化建造技术,大大缩短建设周期。

为了将其更好的利用,在接下来的文章中,将围绕AP1000蒸汽发生器制造中的焊接与焊后热处理方面展开详细分析。

一、AP1000蒸汽发生器相关内容简析(一)AP1000蒸汽发生器制造特点APl000蒸汽发生器型号为△125型,主要由以下组件组成:下封头组件、管束组件和下筒体组件、旋风分离器和板式分离器和上筒体组件。

采用倒U形管立式布置,自然循环,结构非常紧凑。

蒸汽发生器外壳分上段、中段、下段3部分,上段由椭球封头、上筒节E&D组成;中段由锥形筒节、下筒节C&B&A和管板组成;下段是下封头。

(二)AP1000蒸汽发生器设计规范AP1000为单堆布置两环路机组,电功率1250MWe,设计寿命60年,主要安全系统采用非能动设计,布置在安全壳内,安全壳为双层结构,外层为预应力混凝土,内层为钢板结构。

AP1000主要的设计特点包括:第一,主回路系统和设备设计采用成熟电站设计。

AP1000堆芯采用西屋的加长型堆芯设计,这种堆芯设计已在比利时的Doel4号机组、Tihange3号机组等得到应用;燃料组件采用可靠性高的Performance+;采用增大的蒸汽发生器,和正在运行的西屋大型蒸汽发生器相似;稳压器容积有所增大;主泵采用成熟的屏蔽式电动泵;主管道简化设计,减少焊缝和支撑;压力容器与西屋标准的三环路压力容器相似,取消了堆芯区的环焊缝,堆芯测量仪表布置在上封头,可在线测量;第二,严重事故预防与缓解措施。

AP1000核电核岛焊接工艺过程质保监督及标准化应用与探索

AP1000核电核岛焊接工艺过程质保监督及标准化应用与探索
在标准化的应用中,需要充分发挥专业机构和企业的作用,建立一套完善的标准化体系,包括对焊接工艺、焊接材料、焊接设备等方面的标准化。应该加强对标准化体系的推广和应用,使得这些标准化体系能够在核岛焊接工艺中发挥更大的作用。
针对AP1000核电技术的特点,还需要在标准化的应用中加强对新技术的探索和应用。在新的技术和设备出现时,需要及时地对其进行标准化,并将其融入到核岛焊接工艺中,实现新旧技术的有机融合,提高整个核岛焊接工艺的质量和安全性。
一、AP1000核电技术及核岛焊接工艺
AP1000核电技术是一种先进的第三代核电技术,具有 passively safe (被动安全)设计,并采用了多项先进的 passively safe 设计措施,使得核电站在受到严重外部事件的影响时,不需要人为干预也能安全停堆。在AP1000核电站的建设中,核岛焊接工艺是其中一个关键的环节。
在质保监督过程中,应该注重对焊接工艺的每一个环节都进行认真的监督和检查,特别是对焊接工艺的操作规程和符合性进行严格的检验和验证。只有保证了焊接工艺每一个环节的质量,才能确保整个核岛焊接工艺的质量和安全性。
三、标准化应用与探索
在核岛焊接工艺中,标准化的应用是非常重要的。通过建立一套完善的标准化体系,可以有效地提高焊接工艺的质量和效率。通过标准化的应用,还可以降低建设成本,提高建设速度,确保项目的进度和安全。
核岛焊接工艺是核电站建设过程中的重要环节,其质量直接关系到核电站的安全性和运行性。AP1000核岛使用了大量的碳钢和不锈钢管道和设备,这些设备和管道需要进行焊接,焊接工艺的质量直接决定了设备和管道质保监督中,首先需要建立一套完善的质保监督体系。这套体系包括对焊接工艺的审核和认证、对焊工的培训和考核、对焊接材料和设备的质量控制等。应该充分发挥国家监督机构的作用,对焊接工艺进行严格的监督和检查,确保焊接工艺的质量符合国家标准和规定。

AP1000核电机组常规岛主蒸汽管道安装探讨

AP1000核电机组常规岛主蒸汽管道安装探讨

AP1000核电机组常规岛主蒸汽管道安装探讨【摘要】以核电AP1000为原型,介绍了主蒸汽系统概况,探讨了主蒸汽管道安装技术,详述了AP1000核电主蒸汽管道常规岛部分安装流程,说明了主蒸汽管道的设计和安装特点,分析了过程中的质量控制重点和施工难点,并提出了解决方法和建议,对同类型机组主蒸汽系统安装具有一定借鉴意义。

【关键词】AP1000;主蒸汽管道;安装0 引言核电以其稳定性高、效益高、低污染等特点,在解决资源短缺和改善环境质量方面具有明显优势。

国家为此制定了《中国核电中长期发展规划》以推动核电的长久、健康发展;国家能源发展“十二五”规划也指出,十二五时期预计新增核电装机约3000万千瓦,因此,未来几年内全国核电建设必将迎来一个建设新高潮。

核安全作为核电发展的重要基础,在核电建设中起着举足轻重的作用。

主蒸汽系统作为核电运行的关键系统之一,其安装质量直接关系到核电运行的安全。

1 主蒸汽系统简述AP1000主蒸汽系统常规岛部分,通过两根规格φ1016×51.8mm的管道从核岛引出,经第一跨至汽机房-3.6m,两根管线汇流至主蒸汽集箱φ1022×55mm,从主蒸汽集箱引出四根规格为φ711×34mm的管道,分别与设置在汽轮机高压缸两侧的主汽门焊接,主蒸汽集管一端经大小头引入汽轮机旁路排气总管,详细布置图见图1。

图1. 汽机房主蒸汽主管道布置图主蒸汽管道布置考虑足够的疏水坡度,并在规定的位置处设置疏水,以排净管道内的冷凝水。

主蒸汽设计压力为8.17MPa,设计温度为316℃。

主蒸汽系统的主要功能是将蒸汽发生器产生的蒸汽送到汽轮机做功,并为汽水分离再热器第二级再热蒸汽、汽轮机轴封蒸汽系、辅助蒸汽系统提供汽源。

2 AP1000常规岛主蒸汽特点主蒸汽管道具有温度高、压力大、流速快等特性,管道需要承受较大的膨胀力和冲击力。

在安装过程中考虑管道材质、管道热补偿、支吊架、坡度、管道布置、疏排水、管道清洁等问题。

AP1000核电SGS系统LBB管道焊接工艺研究

AP1000核电SGS系统LBB管道焊接工艺研究

AP1000核电SGS系统LBB管道焊接工艺研究摘要:本文通过制定合理的焊接工艺、焊接顺序及焊接施工优化措施,有效控制了主蒸汽LBB管道的焊接变形,确保焊接质量满足设计要求,为后续AP1000核电主蒸汽系统LBB管道的焊接施工提供参考与借鉴。

关键词:主蒸汽LBB管道;焊接工艺;焊接质量1 概述在AP1000核电中,主蒸汽管道属于主蒸汽供应系统,是蒸汽发生器系统(SGS)的重要组成部分,主蒸汽管道材质为SA335 GR P11,规格为Φ965×44.2mm,主蒸汽LBB管道分布在核反应堆厂房,安全等级为核二级,QA1级,满足“先漏后破”的准则,设计要求焊接方法必须采用GTAW,两条回路共有16道主蒸汽LBB管道焊口。

2 SGS系统LBB管道焊接分析2.1 SA335 P11焊接性分析AP1000核电SGS系统LBB管道材质为SA335P11,属于耐热低合金钢,成分中铬含量较高,抗氧化性和耐腐蚀性优于普通低合金钢。

依据厂家提供的材料质量证明书,其化学成分如下表1。

表1 SA335 P11的化学成分表通过计算,SA335 P11的CE约为0.55%,其焊接性差,焊接时需控制焊接热输入,采取预热、后热、热处理措施来改善母材的焊接性,避免焊缝产生冷裂纹。

2.2 焊材选用主蒸汽管道焊材选用时,需保证焊缝的性能与母材匹配,具备必要的热强性;同时为了降低焊缝冷裂倾向,碳含量比母材略低,经对比分析,焊材选用ER80S-B2。

2.3 工艺评定准备根据设计要求,主蒸汽LBB管道焊接工艺评定按照ASME Ⅸ卷和ASME Ⅲ NB分卷标准进行。

现场制定两份工艺评定可满足主蒸汽LBB管道焊接施工,如下表2。

表2 主蒸汽LBB管道焊接工艺评定(PQR)表2.4 焊接难点分析主蒸汽LBB管道位于核反应堆厂房,结合管道结构特点和现场施工条件,焊接施工存在以下难点:1)SGS系统LBB管道规格为Φ965×44.2mm,焊材填充量大,焊接时主蒸汽管道易产生较大的收缩变形。

AP1000核电站主蒸汽管道焊接工艺研究

AP1000核电站主蒸汽管道焊接工艺研究

AP1000核电站主蒸汽管道焊接工艺研究摘要本文就三门AP1000压水堆核电站主蒸汽管道焊接工艺及施工技术进行论述,并对焊接施工的技术难点和控制重点的进行研究,为今后AP1000核电项目主蒸汽管道的焊接提供借鉴。

关键词AP1000;主蒸汽管道;焊接工艺1 工程概况AP1000压水堆核电站每个核反应堆厂房包括两个主蒸汽系统回路。

从核反应堆厂房到核辅助厂房主蒸汽隔离阀的主蒸汽管道核级别为2级,质保级别为QA1级,设计压力为7.52MPa,设计温度为292℃,设计寿命60年;主蒸汽隔离阀以后通往常規岛的管道为核级别为3级,质保QA1级。

每个主蒸汽管道环路有13道现场安装。

2 焊接工艺的确定2.1 焊接工艺的选择主蒸汽管道的材质为SA335 GR P11,属于合金钢,管道为38″非标准管道,壁厚为1.74″。

对于主蒸汽管道焊接,目前国内多数核电站均采用钨极氩弧焊打底(GTAW)+手工焊条电弧焊填充(SMAW)的焊接工艺。

但AP1000核电站中,主蒸汽管道属于LBB管线部分(即Leak before break的缩写),焊接方法要求使用全钨极氩弧焊(GTAW),其他合金钢管道可使用钨极氩弧焊打底(GTAW)+手工焊条电弧焊填充(SMAW)的焊接工艺。

2.2 焊接材料的选择根据主蒸汽管道母材的化学成分和力学性能,确定焊接消耗材料牌号为ER80S-B2,焊材化学成分如表1所示。

2.3 焊接工艺参数考虑到最大限度的覆盖现场安装焊接作业,分别进行了全GTAW方式的焊接工艺评定和GTAW打底SMAW填充和盖面的工艺评定。

主要参数:最大热输入40.29kj/cm,预热温度156℃,层间温度156~195℃,焊后热处理温度620℃保温时间6小时,保护气体为99.99%的氩气[2]。

3 主要焊接工艺3.1 组对及点固焊管道组对间隙为1~5mm,错边量要求0~0.8mm。

组对调整好后,用8~10个圆钢棒对称点焊固定,点固棒的直径范围以点固焊能够在坡口里面为准,且点固棒应沿焊缝周向均匀分布(详见图2),点固焊缝长度应≥20mm。

AP1000核电核岛主蒸汽管道焊接施工控制

AP1000核电核岛主蒸汽管道焊接施工控制

AP1000核电核岛主蒸汽管道焊接施工控制发表时间:2018-01-10T14:17:41.460Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第21期作者:李君潘建伏颜廷海付维强[导读] 本文以AP1000核电核岛安装工程中主蒸汽管道焊接施工为例。

中国核工业第五建设有限公司山东海阳 265100摘要:主蒸汽管道焊接在电站施工中至关重要,对焊接过程和焊接质量都有较高的技术要求,焊缝质量直接关系到电站的安全经济运行。

本文以AP1000核电核岛安装工程中主蒸汽管道焊接施工为例,通过组对、焊接工艺、焊接顺序、施工特点和难点等方面的论述,总结出AP1000主蒸汽管道的焊接工艺过程及控制要点,对其他AP1000主蒸汽管道或类似管道的焊接有一定的借鉴作用。

关键词:AP1000;主蒸汽;焊接施工;焊缝收缩;焊接变形。

1 引言在AP1000管道系统中,是蒸汽发生器系统(SGS)的组成部分。

AP1000核岛主蒸汽管线从两台蒸发器二次侧引出蒸汽流进入汽轮机。

从蒸发器排汽口出来,依次通过安全壳贯穿件、辅助厂房贯穿件,最终通往汽轮机进汽口。

其中蒸汽发生器到安全壳贯穿件之间的主蒸汽管道满足先漏后破的准则[1],须采用GTAW焊接,即LBB焊口。

其余焊口采用GTAW+SMAW方法焊接。

海阳AP1000核电1期工程的主蒸汽管道,在焊接工艺和相关技术准备下,现已顺利完成焊接工作。

2 工程概况AP1000核岛主蒸汽管道是蒸汽发生器系统(SGS)的组成部分,材质为ASME SA335 GR P11,规格为Φ965×44.2mm,单堆工程量约为109.5m,核岛安装中共26个焊口,每条管线上有1个隔离阀、1个大气释放阀、6个安全阀。

均需按照核2级,QA1级执行。

所有焊口需在焊后热处理后,进行100%的MT和RT检测。

3 SA335 P11材料焊接性分析SA335 P11属于耐热低合金钢,在450~550℃时有较高的热强性,成分中含铬较高,其抗氧化和抗腐蚀性能优于低合金钢。

AP1000核电厂波动管窄间隙自动焊关键工艺

AP1000核电厂波动管窄间隙自动焊关键工艺
合 格 合 格 73 J 84 J 107 J 295
5 结 语 开 发 的 9%Ni钢小 角度 坡 口半 自动氩 弧焊 复合 _丁
艺 与常 规 60 ̄坡 口试 板 的焊接 工 艺相 比.在保 证 焊缝 成 形 与 焊 接 质 量 的 同 时 .节 省 了 大量 焊 接 材 料 .显 著 提 高 了焊 接施 工 效 率 该 工 艺 在 重点 工 程 中具 有 较 好 的应用 前景 及社 会和 经济 效益
48 ·工 艺 与 新 技 术 .
近 年 窄 间隙 自动 焊在 核 电建 设 领 域 获 得 了 广 泛 应 用 ,特别 是 在 核 电站 主 管道 、 主蒸 汽 主 给水 管 道 等 大径 厚壁 管 道 上 的应 用 效果 显著 .在 国 内 多座 核 电站建 设 中均 有成 功实 例 主要 采 用 窄 间 隙 钨极 氩 弧 自动 焊 .与 传统 钨极 氩 弧手 工焊 相 比 .前 者可 以按 照 预 先 设 置 的参 数 运 行 .焊 接 电弧 更 加 稳 定 . 避 免 了手 工 焊接 操 作 的 差 异 .焊 缝 成 形 更 加 美 观 : 采 用 的 窄 间 隙坡 口大 幅减 小 了熔 敷 金 属 填 充 量 .为 手 工焊 时 的 50%~80% .既 提高 了焊 接效 率 .又 节省 了焊 材 ; 同 时 ,窄 间 隙坡 口也 使 焊 接 热 输 人 减 小 , 从 而 缩 小 焊接 热 影 响 区 .能 更加 有 效 地 减 小 焊 接残 余 应 力 和残 余 变 形 窄 间隙 自动焊 能 适 应 管 道 的全 位 置 焊 接 .减 少 人 员 扰 动 .对 改 善波 动 管 施 工 区域 的操 作 环境 十分有 利
4-4 工 艺 分 析 由 以上 工 艺 开 发 试 验 过 程 可 以得 出 .无 损 检 验

AP1000型核电站大型循环水管施工技术探讨

AP1000型核电站大型循环水管施工技术探讨

AP1000型核电站大型循环水管施工技术探讨1施工特点按照设计标准DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》中的规定要求,管子和刚性环的对接焊缝都需要做焊后热处理,同时设计又要求刚性环和管子焊接的角焊缝也要做焊后热处理。

由于管子直径大,单节管子上要进行热处理的焊缝数量多(纵焊缝2条、环焊缝1条、刚性环对接焊缝8条、角焊缝8条),如果采用常规履带式远红外加热器的热处理方式,需要投入相当大的人力和物力,而且角焊缝部位采用上述方式进行热处理时很难达到良好的热处理效果。

另外,根据项目的进度计划要求,每天必须要完成两段标准管段的制作,而此项工作的主要瓶颈在于热处理环节。

如果采用常规热处理方式,将会处于既耗时又达不到质量要求的两难境地。

2主要技术方案针对循环水管道焊接角焊缝热处理难操作的实际情况,采用多条焊缝同时进行热处理的工艺,且不需要对焊缝进行包扎、保温棉和固定加热片,减少人力、物力的投入;循环水管节压口施工采用千斤顶和7字形角钢支座;循环水管道焊接采用气体保护焊;优化循环水管焊接工艺流程,采用先内后外的流水线施工;循环水管阴极保护系统采用牺牲阳极法与外加电流相互配合,达到防止管道电化学腐蚀的目的。

3关键技术措施3.1管道制作中的整体热处理热处理炉主要由炉壳、弧形炉盖、保温材料(保温棉、保温压板、保温钩钉)、钢丝网、加热器、K型热电偶、温控仪、输出线等材料组成。

炉壳(7.3m某6.5m某3.2m)和弧形炉盖(8m某7.7m某2.5m)由3mm钢板和加固筋拼焊而成,钢板间的焊接全部为连续密封焊,以保证炉内密封性。

炉壳其中一面开有一个方形人孔门(0.95m某1.2m),以便人员进入炉内进行维修等工作,人孔门在热处理的升温、恒温阶段关闭,在冷却过程中打开,以便在热处理缓冷过程中进行适当通气。

保温材料通过钢丝网、保温压板和保温钩钉固定在加热炉的内壁,并在炉壳内壁布置两层96片15kW的加热器和24根K型热电偶。

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AP1000核电主蒸汽管道焊接工艺
发表时间:2017-10-24T13:58:41.307Z 来源:《防护工程》2017年第15期作者:李俊明
[导读] 主蒸汽管道SA335P11的焊接意义重大,其焊接工艺研究的成果对AP1000核电的建造有着重要的意义。

中国核工业第五建设有限公司上海市金山区 201512
摘要:本文通过对AP1000核电站中主蒸汽管道SA335P11的焊接性进行分析研究,针对SA335P11管道材质特性并结合管道焊接特点,从焊接的坡口形式、焊接材料选择、焊接工艺参数、焊接层道分布、焊后热处理等制定了主蒸汽管道的焊接工艺措施。

并通过实践验证了该焊接工艺的可行性和适用性。

关键词:主蒸汽管道;焊接工艺;SA335P11合金钢
0、前言
AP1000核电是我国从美国西屋公司引进的国际先进的第三代核电技术。

AP1000核电反应堆厂房中有两台蒸汽发生器,每台蒸汽发生器连接一根主蒸汽管道,主蒸汽管道为核岛蒸汽输送到常规岛蒸汽轮机的蒸汽通路。

主蒸汽管道材质SA335 P11,规格为Φ965×44.2mm,设计压力7.52MPa,设计温度292℃,设计寿命60年。

反应堆厂房内的主蒸汽管道采用先漏后破的设计理念,需要全氩弧焊接,其余主蒸汽管道主管的焊接可以采用氩电联焊来完成。

作为AP1000核电现场焊接的重大技术问题,主蒸汽管道SA335P11的焊接意义重大,其焊接工艺研究的成果对AP1000核电的建造有着重要的意义。

1、焊接性分析
焊接性是金属材料在一定的焊接工艺条件下获得优质接头的难易程度以及焊接接头能否在使用条件下可靠运行的特性。

常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。

AP1000核电主蒸汽管道材质为SA335P11,管道规格为Φ965×44.2mm,其母材的化学成分见表1。

表1母材化学成分
注:化学元素成分(%)。

根据国际焊接学会推荐的用于评估低合金高强钢焊接性的碳当量公式[1]:
CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)
根据表1中的化学成分,计算出AP1000主蒸汽管道SA335P11的碳当量CE=0.55%。

根据冷裂纹敏感指数公式[1]:
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B(%)
根据表1中的化学成分,计算出SA335P11的冷裂纹指数P cm=0.27%。

由以上数据可知SA335 P11的焊接性相对较差,并且Cr和Mo含量较高,在焊接过程中存在淬硬倾向和冷裂倾向。

2、焊接方法和材料
为保证核岛的安全性,AP1000的设计方西屋公司限定核岛反应堆厂房的主蒸汽管道采用全氩弧焊接方法,核辅助厂房的主蒸汽管道可以采用氩电联焊的焊接方法。

SA335 GR.P11,属于耐热低合金钢,在450~550℃时有较高的热强性。

选用ER80S-B2的合金钢焊丝和
E8018-B2的合金钢焊条作为SA335P11的焊接填充材料。

3、焊接工艺
AP1000主蒸汽管道焊接工艺技术,主要从坡口形式、组对焊接、焊前预热、焊接、后热处理、焊后热处理等方面进行控制。

通过对焊缝坡口型式、组对间隙、焊接时的操作技巧等方面进行采取措施,来获得较好的焊缝成型效果,同时又免去焊缝背面充氩保护的工序,并对焊缝进行了预热、后热、焊后热处理等热处理操作,获得良好的焊缝质量,满足设计要求。

3.1 焊接坡口
坡口形式既要便于焊接操作,特别是保证根部焊道的焊接操作便利性,以保证焊缝根部及各层道之间的熔合和焊缝质量,又要尽量减少焊缝的填充金属量,以降低焊接应力减少变形提高工作效率。

为减少焊接填充量同时保证焊缝熔合良好,将主蒸汽管道焊缝坡口设计成组合的坡口形式,如图所示。

3.2组对
为保证根部的背面成型,组对时坡口根部间隙控制在2-5mm范围内。

对于不同的焊接位置,组对间隙要求有所差别。

当管道水平固定放置即焊接位置为5G时,组对间隙控制在2-2.5mm范围内,当管道垂直固定放置即焊接位置为2G时,控制在2.5-5mm范围内。

组对间隙和内错边满足要求后进行组对点固,点固所采用的点固棒材质与主蒸汽管道材质相同,均为SA335 GR.P11,点固棒的尺寸为φ36×50mm。

经过计算,将8个点固棒在主蒸汽管道的圆周方向进行对称点焊固定,点固棒焊缝长度应不小于20mm,每两个相邻点固棒间
隔角度为45°。

3.3 焊前预热
在坡口两侧分别分布2个热电偶,对管道加热时,由于过程中热量对流循环的原因往往使上部的温度比下部的温钟方向,距离坡口边缘的距离分别为10mm和40mm的位置。

热电偶布置好之后,用陶瓷式电加热绳对坡口两侧管道进行缠绕,每侧加热绳绕的宽度不少于
75mm,为便于焊接操作加热绳距坡口边缘10mm。

用保温棉对加热绳进行包裹并用铁丝固定,坡口每侧保温棉宽度至少为150mm,且保温棉距坡口边缘10mm,以免妨碍焊接操作。

3.4 焊接
3.4.1打底焊
AP1000核电主蒸汽管道在焊接时采用双人对称焊的焊接顺序。

坡口根部的打底焊是焊接作业的关键步骤,主蒸汽管道焊接操作难点在于焊缝打底时保证焊缝背面的成型。

焊接时采用直径为Φ2.0mm的ER80S-B2的焊丝进行打底,焊缝成形较好,焊工操作比较容易。

5G焊接位置,采取立向上的方式进行焊接。

焊缝第一层打底焊接完成之后,焊接第二层时,焊接速度与焊接第一层的速度保持一致的情况下,焊接电流要比第一层小约5A。

第二层焊接的过程中,焊道应当分层,避免单道焊接热输入过大,造成第一层焊缝金属根部熔池塌陷,形成内凹缺陷。

采用此打底方式,在焊缝背面不采用充氩保护的情况,控制了焊缝背面成型的均匀性和完成性,避免了因焊缝氧化而发渣的情况,为后续的焊接打好了基础。

3.4.2填充焊和盖面焊
在进行填充和盖面焊接时,可根据实际操作情况选用不同直径的焊材。

在填充和盖面焊接时,焊缝的层道分布。

每焊完一层,用钢丝刷将层道清理干净。

3.5后热和焊后热处理
3.5.1后热
SA335P11具有冷裂纹倾向,且主蒸汽管道壁厚较厚,焊接过程中产生较大的拘束应力,焊接后若不采取措施,易产生冷裂纹。

当焊接完成后不能及时进行焊后热处理时或无法连续焊接完成整条焊缝时为避免出现冷裂纹,应采取后热保温缓冷的工艺措施。

后热处理的温度需不低于150℃,保温时间不少于4小时,150℃以上保温满足4小时后进行自然缓冷,避免焊缝产生冷裂纹。

3.5.2焊后热处理
主蒸汽管道在整条焊缝焊接完成后需进行焊后热处理,以此来细化焊缝晶粒,改善焊缝组织的力学性能,同时还可以消除焊接过程中产生的残余应力,降低焊缝金属的扩散氢含量,起到避免焊接裂纹的产生的作用。

焊后热处理要布置4个热电偶,分别在管道的12点钟方向上,焊缝两侧距离焊缝边缘10mm和44.2mm处,管道3点钟方向上距离焊缝边缘10mm处和在管道6点钟方向上距焊缝边缘44.2mm处。

主蒸汽管道的焊后热处理用陶瓷加热绳进行加热。

布置加热绳时以焊缝中心为基准,距焊缝边缘各自缠绕至少70mm的宽度,然后用保温棉对加热绳包裹。

保温棉包裹时,每侧超出加热绳边缘至少150mm。

焊后热处理的过程中,当温度在425℃以上的区间时,升温速率和冷却速率应控制在56-117℃/h之间;保温温度控制在620±15℃之间;焊后热处理的最短保温时间为105分钟。

焊后热处理的效果,可根据4个热电偶对应的4条温控记录曲线结合紧密程度进行判断。

4个热电偶对应的4条温控记录曲线结合越紧密,证明在同一时刻管道一周温度温差较小,管道受热均匀,热处理效果较好;4条温控记录曲线越发散,说明在同一时刻,管道一周温差较大,管道受热不均匀,热处理效果较差。

4、焊接检测
AP1000主蒸汽管道焊缝设计要求的检测为100%VT+100%MT+100%RT检测。

采用本文论述的焊接工艺措施对AP1000主蒸汽管道进行焊接和焊后热处理,焊接完成后对焊缝进行检测,所有焊缝外观成型良好,VT、MT和RT全部合格。

5、结论
本文通过对AP1000主蒸汽管道SA335P11的焊接性特点进行分析研究,制定出合理的焊接工艺措施。

并通过实践验证了工艺的可行性,证明了本文所论述的AP1000主蒸汽管道焊接工艺的可行性和适用性。

(1)通过对SA335P11的焊接性分析,提出了解决其焊接性差的工艺措施,确定了其焊接工艺,并经过实际案例验证了其可行性。

(2)通过采用特定的坡口形式和焊接工艺参数的组合,解决了SA335P11合金钢焊接背面免充氩焊接的难题,即节省了施工成本又有利于提高了焊接生产率。

参考文献:
[1]李亚江.焊接冶金学(材料焊接性).[M].北京:机械工业出版社,2008.
[2]姚继光.焊接变形的控制措施研究.[M].北京:机电信息,2013.。

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