段飛飛

摘要：安全殼鋼襯里屬于核電廠核島的第三道保護(hù)屏障，截錐體鋼襯里為鋼襯里的一部分，板厚度較薄，焊接時易產(chǎn)生變形，其加工精度直接影響現(xiàn)場安裝精度，本文通過描述截錐體前期制作過程，產(chǎn)生問題及處理方法，對后續(xù)的截錐體鋼襯里及筒壁鋼襯里預(yù)制提供經(jīng)驗，保證構(gòu)件的加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：截錐體 焊接變形焊接質(zhì)量

中圖分類號：F253文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1、前言

安全殼鋼襯里屬于核電廠核島第三道保護(hù)屏障，其加工質(zhì)量對核島安全防護(hù)有重要的影響，截錐體為鋼襯里的一部分，截錐體鋼襯里安裝標(biāo)高為-4,506m～-0.500米，下口外直徑為φ34608mm,上口外直徑為φ37012mm，由11塊構(gòu)件組成，每塊構(gòu)件由五塊板拼焊而成，截錐體材料主要有硫、磷含量低、抗裂性能好的20HR鋼板，背肋加勁肋∠75×50×8、∠125×80×10（Q235B）及φ8×80的錨固釘，其焊接材料，焊接方法及工藝參數(shù)見表1。

表1截錐體焊接材料、焊接方法及工藝參數(shù)

截錐體車間預(yù)制技術(shù)要求如下：

a.20HR鋼板埋弧焊焊后100%VT、100%LT、100%PT檢驗，錐底到1.5m標(biāo)高100%RT檢驗（其他2%RT檢驗）。

b.構(gòu)件外形尺寸要求：弧度允許公差20mm/1m，焊縫處公差5mm/300mm；母線凸凹度為20mm/1m；上下口弧長允許偏差為±3mm；母線長允許偏差為±3mm；對角線偏差為±3mm。

2、預(yù)制過程及質(zhì)量控制

2.1先決條件的檢查

截錐體預(yù)制前應(yīng)對人、機(jī)、料、法、環(huán)先決條件進(jìn)行認(rèn)真檢查，著重對焊接工藝卡及其所根據(jù)的焊接工藝評定和焊工資格進(jìn)行檢查，保證焊接質(zhì)量在事前得到有力控制。

預(yù)制過程

截錐體預(yù)制流程如圖1。

圖1截錐體預(yù)制流程圖

鋼襯里板焊前組對

截錐體鋼襯里板組對對后續(xù)的焊接質(zhì)量有重要的影響，因此對鋼襯里焊前組對應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，組對應(yīng)注意以下問題：

2.3.1應(yīng)將焊接的Ⅰ型坡口及待焊表面和兩側(cè)邊緣的鄰近區(qū)域（20mm）打磨干凈，檢驗依據(jù)為露出金屬光澤，避免其表面水、氧化物產(chǎn)生夾渣、氣孔等缺陷影響焊接質(zhì)量。

2.3.2組對間隙應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證組對間隙≤0.5mm,埋弧焊焊接時線能量輸出較大，組對間隙過大易發(fā)生燒穿，對后續(xù)的修補(bǔ)帶來困難。同時，組對應(yīng)避免達(dá)到規(guī)定的組對間隙而強(qiáng)行將鋼板拉攏點(diǎn)焊，這樣易影響鋼板的平整度，影響后續(xù)的焊接，在組對過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼板不平整時，應(yīng)檢查已組對的間隙，對間隙過小的地方作出標(biāo)記，對該區(qū)域打磨后重新進(jìn)行點(diǎn)焊，即可保證鋼板的平整度。

2.3.3定位焊焊條應(yīng)盡量采用細(xì)直徑的焊條，焊接時采用較快的焊接速度，避免余高過高對后續(xù)的打磨工作帶來困難。

截錐體鋼襯里板焊接

2.4.1 焊接變形的控制

每塊截錐體鋼襯里板由五塊板拼焊而成，因鋼襯里板較薄，焊接易產(chǎn)生沿焊縫方向撓曲變形及垂直焊縫方向的波浪變形，通過對焊接順序的調(diào)整及增加配重塊的方法可明顯降低焊接變形，具體做法為：

a. 將原工藝采用的每條焊縫正反兩道焊接時從相反方向焊接改為從相同方向焊接，通過反變形控制撓曲變形。

b. 原工藝焊接時，用兩塊厚度為30mm,面積與每塊襯里板構(gòu)件相似的鋼板壓在每條焊縫兩側(cè)，控制焊接變形。通過改變原工藝，增加焊接時的配重塊，在進(jìn)行第2、3、4、5條焊縫焊接時，將已焊接焊縫兩側(cè)配重塊繼續(xù)壓在原有位置，采用新的配重塊壓在將要焊接焊縫的兩側(cè)，通過上述方法，可明顯減少截錐體鋼襯里焊接時的波浪變形。

2.4.2 焊接電流的控制

進(jìn)行截錐體鋼襯里板拼焊時，應(yīng)選用工藝范圍內(nèi)適宜的焊接電流，電流小，熔深淺，焊縫余高高，易在焊縫處產(chǎn)生應(yīng)力集中，同樣，電流大，易產(chǎn)生咬邊，同樣在熔合線處產(chǎn)生應(yīng)力集中，明顯降低焊縫處的力學(xué)性能。一般宜取電流為310A左右為宜。

2.5 截錐體與背肋角鋼焊接

2.5.1 截錐體與背肋角鋼焊接過程

弧向加勁肋的成型在型鋼彎曲機(jī)上進(jìn)行，成型后的加勁肋應(yīng)逐件與樣板檢查。

襯里板吊入成型胎具后，首先將襯里板上的基準(zhǔn)邊和胎具上的基準(zhǔn)對齊，然后用卡蘭將襯里板縱向基準(zhǔn)邊卡緊貼合，然后將環(huán)向加勁肋入胎，再通過絲杠壓桿將襯里板與胎具貼合并點(diǎn)焊加勁肋，最后用卡蘭將襯里板四周卡緊，順序按先環(huán)向后縱向，從基準(zhǔn)側(cè)往另一側(cè)的順序進(jìn)行，然后進(jìn)行縱向加勁肋的組對與點(diǎn)焊。

經(jīng)檢查、確認(rèn)加勁肋的位置符合要求后，加勁肋、襯里板與胎具三者基本貼合，方可進(jìn)行焊接，先進(jìn)行加勁肋之間的焊接，再進(jìn)行加勁肋與襯里板之間的焊接，焊接時安排4～6名焊工對稱跳焊，由中間往兩端進(jìn)行，并隨時檢查焊接變形情況，以便及時調(diào)整焊接順序來控制變形。

2.5.2 截錐體與背肋角鋼焊接過程應(yīng)注意的問題

a. 襯里板吊入成型胎具前，應(yīng)認(rèn)真對胎具表面進(jìn)行檢查，防止表面的鐵屑等雜物在襯里板放在胎具上時對襯里板表面劃傷。

b. 襯里板吊入成型胎具后，應(yīng)確保焊縫對準(zhǔn)成型胎具上的焊縫槽，避免影響襯里板與胎具的貼合面，進(jìn)而影響襯里板加工弧度的精度。

c. 角鋼與襯里板焊接時應(yīng)通過絲杠壓桿將襯里板與胎具貼合并點(diǎn)焊加勁肋，盡量避免在襯里板上點(diǎn)焊一帶孔鋼板，通過鐵撬頂壓使角鋼與襯里板貼合點(diǎn)焊，雖然此種方法操作簡便，但易對襯里板表面質(zhì)量產(chǎn)生影響，經(jīng)PT檢測發(fā)現(xiàn)有些點(diǎn)焊過的部位發(fā)現(xiàn)存在母材不允許的超標(biāo)缺陷，而且點(diǎn)焊過的部位對襯里板的內(nèi)部相組織產(chǎn)生影響。

d. 嚴(yán)格按工藝操作，對不同部位使用經(jīng)評定過的工藝進(jìn)行焊接，相同部位用相同焊接方法點(diǎn)焊和焊接，防止焊接方法的混用。

e．角鋼與角鋼，角鋼與襯里板焊縫交叉部位，應(yīng)在角鋼上開槽避免焊縫交叉，防止應(yīng)力集中，開槽應(yīng)注意槽的高度與寬度略高于交叉處焊縫，并應(yīng)保證開的槽圓滑過渡。

f. 角鋼與襯里板焊縫采用分段對稱焊，焊接時會因焊工的疏忽造成焊接長度不一及部分地方出現(xiàn)漏焊現(xiàn)象，為避免此類問題的產(chǎn)生，在襯里板上劃線確定角鋼位置時，一并將角焊縫位置及長度標(biāo)出，可防止上述問題的產(chǎn)生。

2.5.3 襯里板與角鋼焊接角焊縫氣孔控制

在襯里板第一塊板焊接過程中，出現(xiàn)五條鏈狀氣孔（最長長度達(dá)50mm），嚴(yán)格影響焊接質(zhì)量，經(jīng)分析原因?qū)σ韵路矫孢M(jìn)行調(diào)整：

a. 調(diào)整保護(hù)氣體流量，在工藝范圍內(nèi)將氣體流量調(diào)整到最大，避免外界環(huán)境對焊縫質(zhì)量的影響。

b. 在襯里板與角鋼組對時，嚴(yán)格控制組對間隙，以肉眼從一側(cè)看無縫隙存在為宜。

c. 嚴(yán)格控制現(xiàn)場焊接環(huán)境，因風(fēng)速對焊接后焊縫外觀影響很大，對現(xiàn)場風(fēng)速應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，大風(fēng)天氣應(yīng)采取擋風(fēng)措施，天氣炎熱時，不允許焊接時使用風(fēng)扇。

通過上述措施，角焊縫焊接質(zhì)量得到了良好的控制。

2.6 焊后校正及吊裝

2.6.1 焊后校正控制

焊接完成后應(yīng)檢查襯里板與胎具的貼合情況，如貼合不良應(yīng)進(jìn)行校形，校形時采用機(jī)械校正和火焰共同進(jìn)行調(diào)整，但應(yīng)注意以下問題：

a. 允許采用錘擊，但錘擊力量要適當(dāng)，錘擊時應(yīng)在木材表面加塊墊板，可避免錘擊時對木材表面的傷害。

b. 火焰加熱應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，避免溫度過高使木材組織發(fā)生相變，產(chǎn)生的非正常組織影響木材的力學(xué)性能。

2.6.1 吊裝控制

在截錐體襯里板吊裝過程中應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，尤其對不規(guī)則板吊裝時要增加吊裝點(diǎn)數(shù)，使鋼襯里板受力均勻，防止板在吊裝過程中滑落。

2.7 構(gòu)件保存

截錐體構(gòu)件保存時應(yīng)做好相應(yīng)的防臺風(fēng)措施，放置角度不宜與地面過于垂直，構(gòu)件應(yīng)做好固定措施，防止臺風(fēng)天氣受到損壞。

3、結(jié)論

截錐體的車間加工精度直接影響現(xiàn)場安裝精度，在車間制作時，應(yīng)嚴(yán)格控制加工尺寸及焊接變形，保證現(xiàn)場安裝精度。

［參考文獻(xiàn)］

［1］壓水堆核電站機(jī)械設(shè)備設(shè)計及建造規(guī)程RCCM-2000 （2002遺補(bǔ)）