中国核工业第五建设有限公司 山东海阳 265100
摘要：主蒸汽管道焊接在电站施工中至关重要，对焊接过程和焊接质量都有较高的技术要求，焊缝质量直接关系到电站的安全经济运行。本文以AP1000核电核岛安装工程中主蒸汽管道焊接施工为例，通过组对、焊接工艺、焊接顺序、施工特点和难点等方面的论述，总结出AP1000主蒸汽管道的焊接工艺过程及控制要点，对其他AP1000主蒸汽管道或类似管道的焊接有一定的借鉴作用。
关键词：AP1000；主蒸汽；焊接施工；焊缝收缩；焊接变形。
1引言
在AP1000管道系统中，是蒸汽发生器系统（SGS）的组成部分。AP1000核岛主蒸汽管线从两台蒸发器二次侧引出蒸汽流进入汽轮机。从蒸发器排汽口出来，依次通过安全壳贯穿件、辅助厂房贯穿件，最终通往汽轮机进汽口。其中蒸汽发生器到安全壳贯穿件之间的主蒸汽管道满足先漏后破的准则[1]，须采用GTAW焊接，即LBB焊口。其余焊口采用GTAW+SMAW方法焊接。
海阳AP1000核电1期工程的主蒸汽管道，在焊接工艺和相关技术准备下，现已顺利完成焊接工作。
2工程概况
AP1000核岛主蒸汽管道是蒸汽发生器系统（SGS）的组成部分，材质为ASME SA335 GR P11，规格为Φ965×44.2mm，单堆工程量约为109.5m，核岛安装中共26个焊口，每条管线上有1个隔离阀、1个大气释放阀、6个安全阀。均需按照核2级，QA1级执行。所有焊口需在焊后热处理后，进行100%的MT和RT检测。
3SA335 P11材料焊接性分析
SA335 P11属于耐热低合金钢，在450～550℃时有较高的热强性，成分中含铬较高，其抗氧化和抗腐蚀性能优于低合金钢。
3.1材料成分与性能
SA335 P11化学成分见表1，力学性能见表2。
5焊接施工难点
5.1斜坡口加工组对焊接
主蒸汽管道的水平方向的管道，设计要求坡度为每英尺1/8″，但贯穿件是水平安装，需对主蒸汽管道加工斜坡口进行调整，保证管道的安装要求。
斜坡口的焊接，将使焊口的周向焊材的填充量不一致，热输入不一致，收缩量不一致，会增加管道的变形倾向。需采用双人分段对称焊接，并监控焊接过程的变形及时调整。
5.2调整段设置
根据主蒸汽管道的焊口分布和安装要求：
核反应堆厂房，将调整段设置在蒸汽发生器与蒸汽管道立管之间的三个焊口。反应堆厂房中的其他焊口已完成，根据蒸汽发生器管口坐标、立管最终坐标，结合主蒸汽焊缝收缩量数值，进行两段弯管的坡口加工。同时焊接进行管嘴和立管两个2G位置焊口。
核辅助厂房，将调整段设置到主蒸汽隔离阀与辅助厂房贯穿件的直管段焊口，只需考虑水平方向的收缩，根据收缩量数值下料组对焊接即可。
5.3焊缝收缩和变形控制
有角变形、轴向收缩和径向收缩三种。
角变形：产生原因是管道一周不同位置的收缩量不一致。主蒸汽管道采用双人对称焊，使管道周向热输入和收缩量保持一致。
管道的轴向收缩：将会影响主蒸汽管段的下料长短，以及主蒸汽管道最后两道固定口的组对和焊接。通过测量，得出主蒸汽管道焊接过程的收缩规律和收缩量，为主蒸汽管道调整段的下料焊接提供依据。
径向收缩：焊缝两侧管道径向收缩大，在役焊缝打磨后，焊缝表面与母材的过渡区有明显的凹槽，盖面时需注意两侧焊道，保证焊缝在役打磨后符合要求。
6主蒸汽管道现场焊接施工措施
6.1点固棒去除控制
主蒸汽管道的周向均匀分布8个点固棒，点焊长度30～40mm。焊接时逐步去除点固棒，避免打底焊道出现裂纹。
6.2打底焊道缺陷原因分析
主蒸汽管道的打底焊道焊接困难，焊接过程需仔细操作，，焊工送丝需稳定，采取过热、防烫措施。
6.3焊接中断控制
主蒸汽管道焊接如需中断，需进行焊口消氢处理，使焊缝中的扩散氢加速逸出，以降低焊缝和热影响区的氢含量，防止冷裂纹的产生。200-400℃温度间保温最少4个小时后，缓慢地降至室温。
7结束语
通过对AP1000主蒸汽管道，焊材的选择、工艺的制定以及焊接过程的控制，能够避免裂纹产生，保证焊缝质量。海阳AP1000核电项目已顺利完成1期工程主蒸汽管道的焊接，对后续的AP1000、AP1400核电工程和类似的管道焊接有一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]《APP-GW-P0-008》 AP1000管道安装技术规格书
[2]《ASME 第Ⅲ卷NB、NC分卷》 锅炉及压力容器规范 1998及2000增补
[3]《ASME 第IX卷》钎焊及焊接评定标准 1995
[4]《钢给焊接最低预热温度的确定》 王振家 清华大学机械工程系
论文作者:李君,潘建伏,颜廷海,付维强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/10
标签：蒸汽论文; 管道论文; 核电论文; 海阳论文; 发生器论文; 过程论文; 打底论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;