中国核电工程有限公司 北京 100840
摘要：中俄及第三国的物项之间进行焊接，开展中外物项焊接相容性分析、焊接工艺评定以及物项焊接所需的适配焊材等研究工作，是解决中外物项焊接工作的关键因素。
关键词：中外物项1；焊接2；相容性3；工艺评定4。
1.前言
江苏某核电站是中俄两国在加深政治互信、发展经济贸易、加强两国战略协作伙伴关系方针推动下，在核能领域开展的又一个高科技合作项目。该压水堆核电机组建设方为江苏核电有限公司（以下简称JNPC），核岛部分由俄罗斯原子能出口公司（以下简称JSC ASE）负责总体设计，中国核电工程有限公司（以下简称CNPE）负责承担核岛板块的补充完善设计，以及常规岛、BOP板块总体设计工作。
按照各方签订的合同，核岛主设备、主管道等重要物项以及部分辅助设备、阀门、部分核级管道管件等由俄方负责供货， CNPE除负责常规岛和BOP的供货外，还负责核岛范围内俄供之外的大部分辅助设备、阀门、管道管件、电缆和材料的采购。与此同时，JNPC按照俄供技术规格书，负责从国内或第三国（除中国及俄罗斯之外的国家）采购俄方设计范围内的部分辅助设备和材料。相对国内其他核电站的供货情况，本项目供货背景复杂。
上述这些物项需要安装在核岛的系统中，按照设计图纸要求，安装工作存在大量的焊接工作。中俄及第三国物项之间焊接问题需要予以解决。中外物项焊接相容性分析、确定焊接工艺评定标准以及明确物项焊接所需的匹配焊材等研究工作，直接影响了本项目的建造和进展。
2.焊接工作的问题梳理
鉴于电站系统中多国标准物项大量共存，这些物项之间的焊接问题，在其他国内核电站建设中是没有大量出现过的，为完成这些焊接工作，CNPE接受JNPC的技术委托，开展了一系列工作，开展了多国物项之间的焊接研究及工程实践。重点解决物项之间的焊接相容性、焊接工艺评定标准、适配焊材问题。
2.1焊接相容性研究：
以中俄物项焊接作为对象，CNPE以理论分析并结合试验验证为手段，对中国标准物项与俄罗斯标准物项的焊接相容性形成了研究结果。
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2.1.1中俄标准物项材质的选择：
中国材料选择了国内核电站建设过程中具有成熟工程应用经验的常用材料，同时这些材料也应用于该项目中，例如P280GH、20HR（P265GH）、Q235、Q345和00Cr19Ni10、0Cr18Ni9等等。俄标材质选择了已提供设计图纸中大量使用的俄标不锈钢、俄标珠光体钢等。
2.1.2焊接所应满足的规范标准：
对于焊接中涉及的各项工作应用了多个体系的标准，例如：
焊接人员资格选择了HAF602、603，焊接接头的机械性能、接头检验规程、耐蚀钢和合金耐精间腐蚀试验方法选择了俄罗斯标准，钢铁及合金化学分析方法采用了中国国标等。
2.1.3焊接性的理论分析：
按照国际标准ISO 15608-2000《焊接-金属材料分类体系指南》规定，同一组别中的钢铁具有相似的焊接性，它们之间的焊接相容性不存在问题。因此，按照该标准的分组原则，可将中俄材料进行组别划分，从理论角度，初步判定其焊接相容性。当遇到不同组别的金属进行组合时，属于异种钢焊接，按照以往国内电站以及俄罗斯对异种钢的焊接经验，通过合理选择焊材也可以获得相容及满意的焊接接头。
2.1.4相容性试验的验证：
为了进一步验证中俄金属焊接相容性，在一系列代表性试件上进行试验验证，试验项目包括了俄罗斯标准对焊接工艺评定要求的试验项目。焊接方法采用了焊条电弧焊（SMAW）以及气体保护焊（TIG），必要时，进行组合焊接方法试验，最终的焊接接头需至少满足俄罗斯标准的要求。
2.1.5工程焊接质量控制措施的制定：
这部分规定了参与焊接的操作人员相关资质、机械设备的运转状态、焊接材料验收合格、焊接工艺按照相关工程文件程序评定合格、在焊接场所能够得到所有必需的文件（例如，焊接工艺数据卡等）；产品焊接使用的工艺应符合焊接工艺评定报告和相关文件的规定，特别是有关参数的有效范围。
2.1.6形成中俄物项焊接相容性分析结论。
通过上述环节的分析，得到验证试验结果为合格，得出了具体的结论：在工程施工焊接时采取严格的质量控制措施，可以保证中国标准物项与俄罗斯标准物项焊接的相容性，能够获得满足标准规范要求的合格焊接接头。
另外，对于第三国标准材质与中国（或俄罗斯）标准物项材质的焊接相容性，因第三国标准金属材质化学成分及比例可找到与中国标准材质相同或相类似的物项，所以这部分金属材质具有与中国标准材质相同或相似的冶金性能和焊接特性，它们与中国（或俄罗斯）标准物项材质的焊接相容性，可以借鉴上述中俄物项焊接相容性分析的结论，焊接相容没有问题，不再另行试验。
2.2焊接工艺评定标准的确定：
中俄及第三国标准材质物项之间焊接时，焊接需满足工艺体系的要求，而核岛工艺系统采用了俄罗斯标准，因此焊接工艺评定的标准，经过CNPE专业所研究，最终将焊接工艺标准定为俄罗斯标准。
另外，结合物项的供货具体情况，有一部分的设备或物项在供货时未提供工艺评定所需的试件，没有条件开展相关材料的焊接工艺评定工作，对此，经CNPE专业所研究，制定了工艺评定覆盖的准则。
对于碳钢的焊接工艺评定，应使用规定抗拉强度高的母材覆盖相同或更低的母材。如设计铸件，应尽可能使用铸件进行焊接工艺评定。对于不锈钢的焊接，应使用现场所用含碳量高的材料代替含碳量低的材料。
按照以上原则，将核岛厂房系统中，实际出现的中俄及第三国材料焊接组合，进行了梳理，形成了一份总体清单，包括了组合类型（例如，中+俄）、所在系统、系统的安全级别、母材材质、建议的工艺评定使用材料、建议焊材等，邀请国内焊接专家召开专家评审会，对具体的焊接组合所适用的工艺评定进行分析确认。最终得到了因缺少工艺评定试件，可用以覆盖使用的工艺评定项目。
2.3适配焊材问题解决：
中俄及第三国材料焊接所适配的焊材，按照CNPE出版的《焊接技术要求》给定，对于《要求》中未能涉及到的焊接组合，采取澄清形式，从焊接角度予以确认。
与此同时，结合3、4号机组焊缝类型，包括联系焊缝和承载焊缝。其中，联系焊缝完成功能为连接作用，本身有没太多的承载作用，例如管道的承载在支架、设备的承载在基础，对于焊缝本身的受力没有太多影响，因此这部分的焊缝满足焊接角度的要求即可实施。对于承载焊缝，主要应用于设备与埋件、支吊架与锚固板连接处，这部分的焊缝需要满足承载以及焊接的双重要求，这部分的焊接组合类型相对较少，主要是中俄物项的焊接，这部分的适配焊材，由CNPE设计院直接从焊接及受力角度给予确认适配焊材。
3.结论
中外标准物项之间的焊接问题，经过对上述主要三方面的问题研究，得到了满足电站工程需要的合格焊接接头，最终将中外物项之间的焊接问题圆满解决。
参考文献
[1]期刊：李晓延.中国焊接制造领域学科发展研究.机械工程学报，2012，第48卷（第6期）、19-31页.
论文作者:姜卓
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/29
标签：相容性论文; 标准论文; 俄罗斯论文; 中俄论文; 中国论文; 组合论文; 材质论文; 《防护工程》2017年第34期论文;