浅谈核电设备焊接技术现状与发展探讨论文_李学军

浅谈核电设备焊接技术现状与发展探讨论文_李学军

(中国电建集团核电工程有限公司 山东省济南市 250000)

摘要:钢材作为我国核电建筑物的主要构件,其需要经过一定的焊接加工之后才能成为固定的产品和拥有一定的功能。但是,在焊接过程中经常会由于操作不规范的行为而导致安全事故的发生。比如,2011年的日本福岛县的第一核电站事故,1986年的切尔诺贝利和现状的四号反应堆事故,给全球的人类带来了难以消除的恶劣影响。为了有效降低核电设备的安全事故的发生概率,在核电设备的制造过程使用安全性能高的焊接技术,确保核电设备的生产安全性及稳定性,可见,对核电设备焊接技术的现状和发展进行深入的研究是非常有必要的。

关键词:核电设备;焊接技术;现状;发展;分析

引言:中国核电项目在各种各样的争论中,渐渐成为影响广泛而深远的话题之一。2011年3月11日发生在日本福岛县的福岛第一核电站事故,1986年4月26日发生在切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆事故,此次事故造成辐射危害超过二战中广岛原子弹的4 0 0倍。产生的灾难程度,完全已经是人类难以消散的噩梦。核电站核泄漏事故始终是人们最担心的。因此,在核电设备制造过程中应用好高效焊接技术,能够明显地降低设备出现事故的可能性,确保核电设备的运行安全性和稳定性,对提高核电工业安全因素具备重大意义。

1.核电设备制造过程中使用的焊接技术

1.1发展渊源

因为金属的广泛使用,使得焊接技术的发展也越来越成熟,焊接技术作为金属加工过程中的加工工艺,从古一直也沿用至今,并且一直处于不断更新换代的状态之下,应对高效焊接技术加以优化,提高制造水平。

1.2焊接问题

核电设备制造过程中,应加强焊接管理,确保金属不产生变形,在金属冷却后,因不能自由收缩,最终会产生拉应力。需要注意的是,焊接后的尺寸很容易出现不合格的现象,也影响了整个金属体的美观,也降低了金属体的整体承载能力。

1.3焊接过程中出现的问题及其解决方法

针对焊接过程出现的各种变形现象,一般都是通过勤磨钨针、降低焊接电流以及提高焊接速度的方式来处于,尽量采取短弧施焊的焊接方式。而有效控制焊接问题的主要途径就是降低熔池的温度,只有熟练的掌握好熔池温度才会使金属不容易出现变形的现象。

2.核电设备制造原理

根据核电站工作原理来分析,因为利用原子的分裂来产出热能的原理来达到加热液体的目的,再通过加热水达到高温、高压的蒸汽来使涡轮进行高速旋转,再引动发电机的旋转,从而产生巨大的电能。

3.核电设备制造中的焊接技术

3.1发展历史

焊接技术的产生,是因为金属的应用越来越广泛。在金属加工过程中出现了多种多样的加工工艺,而焊接技术就是其一。这种古老的方法延用至今,而今,在古人的基础上不断地更新技术,使得焊接技术出现了目前的高效焊接技术,主要用于焊接技术要求高的生产制造。

3.2焊接问题

焊接是焊缝附件的高温区金属受周围金属的制约,产生不均匀的压缩塑形变形,焊接后冷却时,这部分压缩的塑形金属同样受周围冷态的金属制约,不能自由收缩,导致了拉应力和变形。变形的危害:焊后尺寸不合格、影响美观和降低承载能力。

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3.3焊接出现问题及处理方法

焊接过程中产生变形的现象,一般处理方法是勤磨钨针、降底焊接电流、提高焊接速度的同时尽量短弧施焊。总之,前面所做的一切都是为降底溶池温度服务的。只有熟练地掌握好溶池温度的核心知识,才不会容易导致变形发生。对于焊接工艺来说,焊接精度要求高,焊接不实接触不良,容易短路,不平整。为了防止焊接变形,一般来说有两种方法:一是防止变形,就是做一些相应的工装控制其不让变形,另外一种就是预变形,焊前装配时往相反方向做些调整,焊完变形后刚好到设计的装配尺寸。焊接的时候发现有的焊缝很亮,有的发暗,一般是金属光泽,表面平整会看起来亮一些,粗糙会暗一些,这是光线反射问题,如果差别很大,暗的自然就是有杂质了。另外,有水焊接是工艺绝对禁止的。焊接的过程中焊缝上面出现像烤蓝一样的颜色,是因为有杂质掺入,氧化造成的。不一定只是底漆,如果认为底漆的话,还要看底漆的可焊性,可以查一下底漆的说明书。焊接过程中火花飞溅熔化的金属未在熔池内冷却造成的。产生原因有很多种,不外乎力的作用。

4.现代焊接技术的研究现状

现代使用的高效焊接技术作为我国目前普遍使用的焊接技术,其主要是提高熔敷的效率和焊接速度来实现焊接的高效性。高速焊接主要是在提高焊接速度的同时也提高焊接的电流,以此保持焊接热量输入的不断,一般多丝弧焊接就以这种焊接方法为主。由于核电设备在长期的运用过程中会不可避免的出现损坏,其可靠性及其安全性会降低,所以核电设备的维修与更新要求较高,有关人员应当有效控制其检查维修时间,实时把握设备的运行情况。其实,高效焊接还包括激光复合焊、A-TIG焊接等方式,都是以提高焊接效率为目的。为了使我国的核电事业发展得到稳定、有序的进步,国内的研究者在研究核电设备焊接技术时,都会不断提高焊接工作的机械化和自动化水平,广泛的采用数控设施来提高焊接的质量、安全性以及可靠度。

5.核电设备焊接技术的应用现状

核电站通常是利用原子分裂产生热能来达到加热液体的最终目的。通过加热水来散发出水蒸汽,从而促使涡轮发生高速旋转,最终产生电能。核电站设备需具备耐高温相关特点,从而确保核电站的有效运行。并且,为了保证核电设备的焊接工艺质量,施工单位可以在焊接当中使用探伤技术,可以方便移动的设备都是用探伤技术,其探伤准确度较高,也比较的可靠。另外,目前我国的超声波技术已经日趋成熟,在焊接技术当中也可以多多予以适用。还有,磁粉探伤作为一种灵活检查裂缝的方式,可以在复杂节点中发挥出整套的定期检查作用,也可以保证焊接工人的施工安全。如果说,核电设备必须在现场进行焊接,最好的施工方法是,将焊接的构件进行解剖之后在车间里完成元件和成套的组件,这样焊接质量会比较有保障,然后将他们分门别类的形成配套的设施,并运到具体的核电站工地上。为了保障核电站的安全施工,应该尽量减少在现场焊接的次数,只有那些必须在现场对接、需要在现场确定尺寸,或者其他特殊原因才能在现场开展焊接活动。

总结:总是,目前随着我国核事业的不断发展,核设备制造业发展越来越快,核电设备的制造方案也日趋完善。这些企业为了能提高自身的制造能力和生产能力,会不断的加强自身的焊接技术,不断完善提升自我的焊接水平。可见,对焊接技术的创新性和安全性进行不断的研究已经成为我国核设备制造业中的行业发展趋势了。已经有很多企业的焊接技术实现了传统焊接技术与当代数字化技术的有效融合,也在焊接当中加入了红外线感应及激光的全路线跟踪技术,以此提高生产上的效率优化,使得我国的焊接技术逐渐日臻成熟,推动了我国核电事业的大步发展。

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论文作者:李学军

论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期

论文发表时间:2019/6/3

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