馬遠路　姚婷　朱蓉　潘繼軍　黃天亮

摘 要：從母材分類、形式、厚度及直徑覆蓋范圍，破壞性試驗等焊接工藝評定的各個要素對Q/CNPE和RCC-M2000版進行差異性進行分析，優(yōu)化核電廠電氣貫穿件基于Q/CNPE標(biāo)準(zhǔn)的焊接工藝評定工作。

關(guān)鍵詞：電氣貫穿件；焊接工藝評定；差異性分析

中圖分類號：TM623 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）04-0069-02

Abstract： From the base metal classification， form， thickness and diameter coverage， destructive test and other welding process evaluation elements of the Q/CNPE and RCC-M2000 version of the difference analysis， in order to optimize the welding process evaluation of electrical penetration parts based on Q/CNPE standard for nuclear power plant.

Keywords： electrical penetration； welding process evaluation； difference analysis

1 概述

核電廠電氣貫穿件自2009年國產(chǎn)化后，國內(nèi)業(yè)主均采用RCC-M 2000版為執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。日本福島事件后，某業(yè)主公司對后續(xù)昌江、福清4個機組電氣貫穿件頒布了最新的Q/CNPE執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。為了分析研究不同標(biāo)準(zhǔn)之間的差異性，更好的為工程服務(wù)，本文結(jié)合工程項目對比分析RCC-M與Q/CNPE具體條款差異性，優(yōu)化完善核電廠貫穿件焊接工藝評定技術(shù)工作。

2 母材分類及其適用范圍

2.1 碳鋼和低合金鋼對接焊

（1）RCC-M母材分類

S3200規(guī)定母材化學(xué)成分相似，力學(xué)性能相似，對于碳鋼以及碳錳鋼，若某一工藝評定母材所規(guī)定的最小抗拉強度為Rm，則該工藝評定對于抗拉強度在Rm與Rm-60MPa之間所有的牌號都是有效的。

（2）Q/CNPE母材分類

Q/CNPE規(guī)定對化學(xué)成分相似、力學(xué)性能相同的材料是有效的。評定的母材最小抗拉強度為Rm，則最小抗拉強度在（Rm-60）MPa與Rm之間的碳鋼時可以等效的。

兩個標(biāo)準(zhǔn)對焊接工藝評定母材分類方式一致，并遵循同一個原則“材料化學(xué)成分相近，力學(xué)性能相當(dāng)”。兩個標(biāo)準(zhǔn)均對碳鋼焊接工藝評定力學(xué)性能適用范圍上規(guī)定了抗拉強度的下限值，拓寬了碳鋼及碳錳鋼焊接工藝評定母材適用范圍。

（3）工程應(yīng)用實況

電氣貫穿件中碳鋼類的焊接主要為筒體（HD245）與法蘭（20HD）的焊接，具體化學(xué)成分、力學(xué)性能，見表1、表2。綜合分析HD245與20HD主要化學(xué)成分相近，最低抗拉強度相等，屬于等效材料。

2.2 不銹鋼對接焊

（1）RCC-M母材分類

S3300規(guī)定化學(xué)成分相似的材料，焊接工藝評定有效。特別對硼、鈮含量超過最大值，焊接工藝評定無效；氮含量超過最大值的0.080%，焊接工藝評定無效。

（2）Q/CNPE母材分類

Q/CNPE規(guī)定在所有情況下，從焊接性的角度考慮，對規(guī)定化學(xué)成分相似的材料有效。特別硼、鈮、氮的含量任一個超過規(guī)定的最大值，則評定無效。

母材化學(xué)成分中氮元素是關(guān)鍵性差異，RCC-M不允許氮含量超過最大值的0.080%，Q/CNPE則不允許氮含量超過最大值，Q/CNPE對氮含量技術(shù)更加嚴(yán)格。

（3）工程應(yīng)用實況

為了避免對工程的影響，人員氣閘門電氣貫穿件筒體（0Cr18Ni9）與端板（0Cr18Ni9）評定采用與產(chǎn)品同批次材料進行焊接工藝評定。

2.3 碳鋼與不銹鋼對接焊

（1）RCC-M母材分類

碳鋼與不銹鋼對接焊參照異種金屬對接焊，母材應(yīng)分別遵循碳鋼與不銹鋼的分類和適用范圍要求。

（2）Q/CNPE母材分類

Q/CNPE中異種鋼焊接工藝評定未對母材作具體描述，但引用的標(biāo)準(zhǔn)有碳鋼和不銹鋼的焊評標(biāo)準(zhǔn)，母材遵循引用標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）工程應(yīng)用實況

中/低壓電氣貫穿件筒體（HD245）與端板（0Cr18Ni9）焊接工藝評定選用與產(chǎn)品相同的材料進行評定，避免產(chǎn)生異議。

3 厚度與直徑覆蓋范圍

低壓電氣貫穿件外徑為φ273mm，厚度為δ9mm；中壓電氣貫穿件外徑為φ508mm，厚度為δ11mm；人員氣閘門外徑為φ170mm，厚度為δ5mm。RCC-M與Q/CNPE對焊接工藝評定母材厚度覆蓋范圍和直徑覆蓋范圍相同，具體見RCC-M S3213和Q/CNPE4.2.3.1中的規(guī)定。

兩個標(biāo)準(zhǔn)對焊評的影響：

綜合RCC-M與Q/CNPE在焊接工藝評定厚度、直徑覆蓋范圍上均一致，結(jié)果等效。

4 試件類型

4.1 RCC-M母材型式

RCCMS3213、S3313對母材形狀和尺寸等效型式給出了具體規(guī)定。除此之外，還規(guī)定了管材的焊接工藝評定適用板材的焊接，前提是需在板材的焊接中對各個焊接位置進行完整的試驗。

4.2 Q/CNPE母材型式

Q/CNPE焊評母材形狀和尺寸要求符合RCC-M的規(guī)定。同時，板材的焊評對同樣位置外徑≥460mm的管焊接有效，且對在有效厚度范圍內(nèi)的角焊縫是有效。

低/中壓電氣貫穿件焊接主要是管對接及角接型式，人員氣閘門主要是管對接型式。從上述可分析， Q/CNPE板材對于管外徑≥460mm相同位置焊接等效，而RCC-M對管外徑≥51mm水平轉(zhuǎn)動焊等效；實際項目中低/中壓電氣貫穿件均采用1：1管徑尺寸焊接工藝評定，此規(guī)定未對評定產(chǎn)生影響；人員氣閘門焊接工藝評定采用板對接的形式，在Q/CNPE標(biāo)準(zhǔn)中處于失效狀態(tài)，在工程中須按照Q/CNPE采用管水平軸轉(zhuǎn)動焊的方式進行單獨焊接工藝評定工作。endprint

5 破壞性試驗

RCC-M拉伸、彎曲、沖擊試驗執(zhí)行1989版國標(biāo)試驗標(biāo)準(zhǔn)，Q/CNPE要求按最新版國標(biāo)進行試驗，同時增加引用微觀金相檢驗標(biāo)準(zhǔn)GB13298。按RCC-M焊評時，貫穿件作為單獨設(shè)備進行焊接工藝評定；按Q/CNPE焊評時，電氣貫穿件按管道焊縫進行焊接工藝評定，拉伸、彎曲試樣尺寸與RCC-M試樣尺寸有明顯差異，要求試樣下表面需與內(nèi)徑相切，上表面與下表面平行。

5.1 拉伸試驗

拉伸試樣寬度尺寸在新舊版本尺寸不同。低/中壓電氣貫穿件的外徑尺寸分別為φ273mm和φ508mm，按GB/T2651制取試樣平行寬度需從20mm增加為25mm，按Q/CNPE管道焊縫的要求，平行寬度分別為23mm和35mm。

5.2 彎曲試驗

彎曲試樣尺寸在新舊版標(biāo)準(zhǔn)中差異較大。低/中壓電氣貫穿件的外徑尺寸分別為φ273mm和φ508mm，D>25S，按GB/T2653制取試樣寬度按最小20mm，按Q/CNPE管道焊縫的要求，試樣寬度分別為23mm和35mm。GB/T2653兩個版本的試驗方法均為圓形壓頭彎曲和輥筒彎曲。2008版特別強調(diào)輥筒彎曲適用于鋁合金和異種金屬。電氣貫穿件筒體與端板焊接為異種鋼焊接，筒體與端板彎曲試驗須采用輥筒彎曲的方法進行。

5.3 沖擊試驗

RCC-M和Q/CNPE對沖擊試驗要求一致，試樣尺寸規(guī)格等均相同。

5.4 金相檢驗

RCC-M和Q/CNPE均要求對焊縫橫截面進行宏觀（×10）和微觀（×200）金相檢驗，均引用了宏觀金相檢驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T226，Q/CNPE.J103.40-4.2明確微觀金相檢驗按GB/T13298進行，RCC-M中未對微觀金相檢驗過程作具體試驗標(biāo)準(zhǔn)要求。

6 結(jié)束語

綜合對比分析Q/CNPE與RCC-M2000版焊接工藝評定技術(shù)要求，在不同工程項目中，不同業(yè)主均對相應(yīng)的焊接工藝評定技術(shù)要求進行了適應(yīng)性調(diào)整，特別是在母材型式、拉伸及彎曲試樣尺寸等差異性較大，為了尊重和滿足不同業(yè)主的技術(shù)要求，分別按照兩部標(biāo)準(zhǔn)進行工藝評定工作。

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