張棟 李志龍 馬林梅

中核工程咨詢有限公司天津分公司 天津 300450

1 除氧器系統(tǒng)功能

輔助給水除氧器系統(tǒng)的主要功能是向給水系統(tǒng)的貯水箱提供充足的除氧除鹽水，以提供給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)[1]。

當反應堆停堆超過兩小時后，輔助給水箱的正常貯水量不能滿足要求時，必須由除氧器系統(tǒng)向輔助給水箱補水。

2 設備功能

核電工程所用除氧器采用熱力除氧法，及時除去系統(tǒng)水中溶解的氧氣和其他氣體，以防止對熱力設備的腐蝕和對傳熱的影響。

某核電廠常規(guī)島安裝工程共安裝2 臺除氧器，其中除氧器外形尺寸為Φ3036×18×1900 mm，殼體材質(zhì)為Q345R+304SS,殼體材質(zhì)為Q345R，有效容積408m3，總?cè)莘e為614m3，除氧器水箱在廠家分三段預制，運抵現(xiàn)場后再在現(xiàn)場進行組合焊接。常規(guī)島安裝除氧器水箱組合縫焊接之前，所涉及的焊接工藝需經(jīng)過《鋼制壓力容器焊接工藝評定》（NB/T47014-2011）評定合格[2]。

3 除氧器焊前先決條件檢查

焊工應取得相應證書,所用的焊接材料現(xiàn)場驗收合格。

4 除氧器水箱焊接及熱處理

4.1 除氧器水箱環(huán)縫組對

（1）焊縫坡口形式為X 型，要求雙面焊接；

（2）組對時采用8-10 塊騎馬鐵點固，使對口間隙控制在合格范圍內(nèi)，在存在錯邊位置用敲楔塊的方法頂平；

（3）除氧器水箱筒體組對間隙為2±1mm，錯邊≤5mm；

（4）焊接坡口應保持平整，不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷；

（5）焊接前將坡口表面及兩側(cè)（距離坡口邊緣各100mm）的水、鐵銹和其他有害雜質(zhì)清理干凈，并經(jīng)過PT 檢驗合格后；

（6）點焊工藝與正式焊接一樣，點焊間隔≤700mm，焊點長度100-150mm，厚度≥3mm。

4.2 除氧器水箱環(huán)縫焊接

焊接從筒身內(nèi)側(cè)開始焊接，對于每層焊縫，兩名焊工同時分別按圖示順序先焊接A、C 區(qū)，再同時焊接B、D 區(qū)，其焊接順序如圖1 所示。

圖1 除氧器水箱焊接順序示意圖

注：A、B、C、D 表示四個區(qū)域，1、2、3、4、5、6……表示每個區(qū)域焊縫焊接的順序，箭頭表示焊接方向。

4.3 除氧器水箱環(huán)焊縫焊后熱處理

4.3.1 熱處理工藝

焊后需進行熱處理，恒溫溫度為600-640℃，恒溫時間72分鐘；升降溫速率如圖2 所示；任意兩測溫點之間的溫差不宜超過50℃時，否則應停止溫度較高端的加溫，待通過熱傳導使溫差減少后方可再次加熱升溫，以避免因加熱不均引起除氧水箱變形[3]。

圖2 除氧器熱處理工藝曲線示意圖

4.3.2 加熱器及熱電偶布置

（1）焊縫應在加熱器的中心線上，加熱器用扁鐵和鐵絲扎緊，包上保溫材料后，再用鐵絲扎緊；

（2）熱處理采用柔性陶瓷電阻加熱器，加熱器的布置寬度≥14δ，即≥350mm；

（3）保溫寬度≥加熱器的安裝寬度+300 ≥650mm，厚度≥40mm，保溫棉用自制的托架或保溫鉤將保溫材料托起貼在焊縫上，筒內(nèi)層的保溫棉固定方法應根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定；

（4）為確保升降溫的均衡性，在熱處理過程中將采取多點測溫，加熱器和熱電偶都應均勻布置，每組塊加熱器下布置一個熱電偶，共6 個，如圖3 所示；對于水箱環(huán)縫內(nèi)側(cè)在上部和下部增設監(jiān)控熱電偶，以保證焊口內(nèi)外溫度差在50℃范圍內(nèi)；

（5）采用氬弧焊將熱電偶端部點焊在距焊縫中心線約15-20mm，布置或移動加熱器時，不要在焊縫上拖動加熱器，以免扯掉或扯斷熱電偶；

（6）為便于對熱處理曲線進行標識，對各組加熱器及熱電偶分別編號為1、2、3、4……一一對應。

圖3 熱處理加熱器及熱電偶布置圖

5 除氧水箱環(huán)焊縫檢驗

（1）焊縫焊后應進行100%目視檢查，不得有裂紋、未焊透、夾渣、氣孔等缺陷，焊縫表面的咬邊深度不得大于0.5mm，咬邊連續(xù)長度不大于100mm，焊縫兩側(cè)咬邊的總長不得超過該焊縫長度的10%，焊縫余高范圍為0-4mm，外觀檢驗不合格的焊縫，不允許進行其它項目檢驗；

（2）除氧器水箱筒體終接環(huán)焊縫在熱處理完成后進行100%RT，技術等級為AB 級，按JB/T4730.1、JB/T4730.2III 級合格；

（3）對于缺陷修磨或補焊處的表面、卡具等拆除處的表面進行磁粉或滲透檢驗[4]。

6 結(jié)語

除氧器水箱雖然直徑大，坡口間隙大，焊接時極容易產(chǎn)生變形，若焊接時采取合理的焊接工藝和有效的變形控制措施，而合理的焊接工藝需有合格的焊接工藝評定為依據(jù)，有效的變形控制措施如分段焊、對稱焊接或兩者相結(jié)合，再加上嚴格的焊接控制過程，就可以很好的控制好除氧器水箱環(huán)縫焊接質(zhì)量。