摘要：本文主要介绍核电站BOSS头预制和安装的设计特点、施工方法、施工难点及施工质量控制措施，旨在对预制和安装过程中遇到的施工问题和采取的控制措施、方法等进行总结，优化不足，进行经验反馈，从而为类似工程的施工提供借鉴和指导。
关键词：设计特点；施工难点；措施；优化；经验反馈
引言
核电站相比其他常规电厂，BOSS头施工具有数量多，管座材质类别多、管座规格型号多、安装位置和角度多样化，管座钻孔时机不一等特点，施工时较其他安装部件难度较大，通过对施工过程中的问题分析，为后续工程提供借鉴和指导。
1、工程概括
1.1概述
经统计，某核电机组堆型共涉及到33种不同类型的BOSS头。在施工要求方面，BOSS头存在焊接前钻孔、焊接后钻孔、焊接后不钻孔、且与母管存在多种安装角，在组对焊接类型上分为全焊透安放式三通接头和非全焊透角焊缝（安放式假三通）接头。从焊接形式上分成全焊透型和非全焊透型两种。焊接方法主要采用手工钨极氩弧焊、手工钨极氩弧焊+手工焊条电弧焊（以下简称氩电联焊）。
1.2设计特点
1.2.1钻孔要求
BOSS头在预制安装时的钻孔要求主要分为四种。
1）第一种为焊接后钻孔至母管内表面；
2）第二种为焊接后不钻孔。此类接管座在安装前要求研磨接管座使之与母管外表面配合；
3）第三种为BOSS头安装之前首先在母管上钻指定尺寸的小孔，在焊接后，钻较大的通孔；
4）第四种为BOSS头安装之前在母管钻孔，焊接后无需钻孔，但是需要在安装时保证母管孔与BOSS头孔的同心度、平行度要求。
1.2.2焊接要求
本核电堆型涉及的BOSS头分成两种，第一种与普通的接管座结构类型相似，为全焊透安放式三通接头,焊接方法和焊接要求与普通接管座一致。第二种BOSS头一般采用不锈钢或碳钢圆棒加工而成，焊接时为非全焊透角焊缝（安放式假三通）接头，焊接完成后从BOSS头上钻孔至母管内表面。
2、施工重点和难点分析
2.1管道施工重、难点
a）BOSS头种类较多，安装之前应充分了解其相关技术要求，保证安装质量。
b）BOSS头安装角度不同，安装前应仔细识图，确认好安装位置后，方可进行焊接。
c）部分Boss头要求焊接完成后钻孔，特别是有特殊安装角度的Boss头，钻孔难度较大，容易损伤Boss头内螺纹，钻孔时应做好固定措施，控制钻孔的速度和钻孔精度，防止产生振动，损伤管件。
d）BOSS头焊接过程中容易造成母管变形，焊接时应选派优秀且考核合格的焊工进行焊接，控制好焊接电流和温度。
e）焊工在焊完一层后，在进行下一层焊缝焊接前，必须进行自检，确保无层间未焊透、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤等缺陷后，方能进行下一层焊缝焊接；对于RCCM 1级BOSS头焊缝要求QC人员进行层间目视检查，检查合格后方能进行下一层焊缝焊接。
f）对于图集要求在安装前需要研磨管座坡口与母管配合的BOSS头，应当按照要求研磨坡口，使其弧度与母管弧度相匹配。
g）管道钻孔后，应将钻孔产生的铁屑等杂物清理干净，做好防异物工作。
2.2焊接施工重、难点
2.2.1全焊透安放式三通接头的BOSS头焊缝，焊接施工重、难点和注意事项与普通的安放式三通一致。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2.2非全焊透角焊缝（安放式假三通）接头的BOSS头焊缝，焊接施工的重、难点主要有以下几个方面：
a）BOSS头母材厚度大，焊接过程变形大，焊接应力大；
b）BOSS头焊缝两侧母材厚度差距较大，焊缝两侧需要的热输入值相差大，较厚一侧容易出现未熔合；
c）BOSS头侧，图纸规定的焊缝坡口角度为25°，坡口角度较小，氩弧和手弧摆动范围较大，容易出现未熔合；
d）此类BOSS头焊缝检测手段主要是靠表面检测方法（VT和PT），焊缝内部质量只要靠焊工自行控制，对焊工技能水平和责任心要求较高；
e）此类BOSS头焊缝焊接过程时间长，焊缝层道数较多，质检人员无法全程监督，需焊工具有较高的质量意识和责任心。
3、经验反馈和优化措施
因核电站BOSS头施工难度大、施工技术要求高，结合其他核电项目经验反馈，进行了深度分析、总结，并制定技术质量控制措施。
3.1制定BOSS头施工的质量预控措施
3.1.1管道专业质量预控措施
1）统计所有RCC-M1级BOSS头焊缝清单，包括焊缝类型、焊缝数量、图纸号、焊缝号、材质、规格等，做到心中有数，以便后续焊接施工过程中进行严格控制；
2）BOSS头质量控制涉及焊接前先决条件检查、焊接过程检查、焊接过程中和焊后无损检测、焊后打磨等工序，针对每个BOSS头，QC检查人员应按照要求填写检查记录，确保每项工序均在可控范围内。
3）由于Boss头开孔难度大，现场焊接的Boss头，对于现场不具备BOSS头开孔条件时，应将管段由现场转运至预制车间钻孔，钻孔后做好防异物措施，再倒运至现场进行安装；对于焊后钻孔的BOSS头，则应在焊接完成且检查合格后，将管段由现场转运预制车间钻孔，钻孔后做好防异物措施，再倒运至现场进行安装，在安装前进行清洁度检查,保证施工质量。
4）BOSS头焊缝组对时，应严格按照图纸和焊接工艺卡的要求进行组对，在组对时尤其注意图纸组对间隙要求；同时应控制好Boss头与母管的同心度以及夹角度数，保证焊接及安装质量。
5）BOSS定位要依据图纸定位尺寸及安装角度要求,确定出BOSS在管道上的横向及轴向位置,对于安装方向与管道轴向有特殊角度要求的BOSS头,管道三维制作图中标注尺寸定位点为BOSS头中心轴线延长线与管道中心轴线的交点位置。
3.1.2焊接专业质量预控措施
1）BOSS头焊缝的焊接，首先必须具备相应的焊接资格项目，其次选用焊接技能优秀，焊接经验丰富，最好在国内其他核电项目具有BOSS焊接经验的焊工进行施焊。
2）BOSS头焊缝组对完成后，焊工应用氩弧把模拟焊一圈，仔细观察，评估电弧是否能将根部母材全部覆盖。
3）焊接过程中，注意焊缝两侧的母材厚度不一致，电弧摆到厚壁一侧的停留时间需要稍微长一点，确保母材完全融化。
4）焊工在每一层焊接完成后要仔细检查焊缝，尤其注意焊缝与母材、焊道与焊道之间的熔合情况，确保无缺陷后焊接下一层，对于外径≤114mm的核承压设备1级焊缝打底完成后，以及每焊三层进行一次PT检查。
5）BOSS头焊缝尽量选用全氩工艺，如采用氩电联焊，需确保焊条有足够的摆动空间，确保焊缝两侧母材能完成融化。
6）焊工在BOSS头焊缝焊接时，注意道与道之间，层与层之间将飞溅、焊渣、气孔等缺陷清理干净，尤其是手工电弧焊，避免出现夹渣和未熔合。
6）BOSS头焊接钻孔后，应当对管道中的铁屑进行清洁理，保证管道的清洁度。
7）焊接过程中加强层间温度的控制，严格遵守焊接工艺卡的要求。
8）各类焊接相关检查人员加强对BOSS头焊接过程的控制；
4、结束语
核电站BOSS头种类较多，且材质、核级各不相同，焊接时存在焊接变形量大、难控制，焊接难度大等特点。结合国内其他项目施工经验反馈，总结经验，积极探索创新，优化施工方法，制定质量控制措施，从而提高BOSS头施工的质量，同时为后续类似工程的BOSS头预制和安装提供借鉴和指导。
参考文献
[1] [2017]-JYFK-K23-046《三门、海阳项目BOSS头焊接缺陷返修讨论会会议纪要 中核五纪要核电[2018]9号关于BOSS头焊缝缺陷共性问题的经验反馈》；
[2] KKX454000FMB21344DD《非标准管道管件图集》。
论文作者:谢林,王晶晶
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/6
标签：钻孔论文; 焊工论文; 措施论文; 难点论文; 管道论文; 核电论文; 核电站论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;