不锈钢覆面安装、焊接质量控制

苏晓坡　杨毅忠

摘 要：该文介绍核电厂工程中不锈钢覆面的安装、焊接质量控制，适用于不锈钢覆面板材料验收、安装各主要工序的质量控制工作。重点介绍了乏燃料水池不锈钢覆面的安装、焊接及无损检测的具体要求和注意事项，为核电厂建设工程中不锈钢覆面安装焊接质控工作提供参考。

关键词：不锈钢覆面 安装 焊接 无损检测 整体尺寸

中图分类号：TU712.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0087-02

1 不锈钢覆面简介

在核电站生产运行过程中，核燃料的更换及废料的运输、临时贮存一般都在水池中进行。为防止核辐射和放射性物质的渗漏，存放和接触核燃料的水池全部用不锈钢钢板贴覆，形成不锈钢覆面。

由于其使用功能的特殊性，这种不锈钢覆面从设计到制造、安装，以及检验均有极为严格的要求。监理人员必须按照设计图纸和技术文件的要求，严格控制施工质量。

使用到不锈钢覆面的水池主要有：反应堆厂房的反应堆堆腔换料水池，燃料厂房的燃料转运舱、乏燃料水池、容器准备井和容器装载井。

2 一般要求

2.1 不锈钢覆面板的材料

选用超低碳的00Cr19Ni10，这种不锈钢耐腐蚀性能好。乏燃料水池池底覆面板的厚度为6 mm、池壁覆面板厚度为4 mm，其它水池覆面板的厚度为3 mm。其还需满足以下特殊要求：钢板中B元素熔炼分析和成品分析含量应≤0.0018%；Co元素含量应≤0.20%。

2.2 不锈钢覆面板的焊接材料

焊接材料为ER316L，其成分和性能要满足技术文件相应焊接材料数据表的要求，并应按上文中覆面板材料的要求控制焊材中Co的含量。

焊材在使用前应经过焊材评定、验收，合格后方可使用。

2.3 焊接工艺评定

覆面板焊接前应经过焊接工艺评定，焊接工艺评定应在有代表性的焊接接头试件上进行，且评定的实施应在与产品焊接相同的条件下进行，尤其是夹紧条件。

2.4 人员要求

不锈钢覆面安装施工相关的人员应符合以下要求：焊工、无损检测人员应按HAF603、HAF602的相关规定取得相应资格；理化检验人员和其它特殊工种应经过专门培训并取得相应操作证。

2.5 安装环境

要设有专用不锈钢施工的场地，其应与其他碳钢作业隔离。场地内应定期进行清洁，保持场地合适的清洁度要求。在施工现场都应配备足够的消防安全器具。作业场地周围无易燃易爆物品，各项安全措施到位。

2.6 施工工机具、设备的要求

有关的计量、检验器具应符合相应计量法规的要求并定期进行标定且在有效期内。通用设备使用前应进行彻底的清洁，必要时应用不锈钢材料隔离。使用对不锈钢不产生污染的材料制成的工具，如不锈钢打磨用砂轮、不锈钢专用刷子应，禁止与碳钢加工时共用。

3 乏燃料水池不锈钢覆面的安装

乏燃料水池是完成对燃料组件的贮存、“模拟堆芯”装卸料、燃料组件内部件更换、破损燃料组件的储存等一系列工艺操作的区域。乏燃料水池为12.608×8.008×12.660 m的矩形不锈钢水池，覆面板都是焊接在一体化的不锈钢专用钢结构上（如图1所示）。

与其他水池不锈钢覆面相比较，乏池不锈钢覆面设计、安装及检验要复杂的多，所以这里只着重介绍乏池不锈钢覆面安装及检验。

3.1 安装前定位

在预先安装好的专用钢结构上画出其中心线，并根据覆面板的尺寸画出定位线。在覆面板的四周适当位置沿定位线点焊几块起定位作用的限位小钢板，以便于保证覆面板的安装位置准确，小钢板应容易去除且不影响后续的施工质量。

3.2 安装

3.2.1 安装顺序

不锈钢覆面板的安装顺序为先池壁后池底，而池壁又应采用由下至上，先复杂后简单、先中间后两边的顺序安装。

3.2.2 安装步骤

（1）试装就位：用行车将覆面板缓慢吊至适当位置，人工调节覆面板使其与限位小钢板内缘对齐，并试着将覆面板沿限位板推入，贴紧池壁。

（2）取出覆面板，在图纸要求的位置涂上密封胶，再次将覆面板沿限位板推入，并贴紧池壁。注意密封胶不应离焊接区域太近，避免胶受热蒸发在焊缝上产生气孔。

（3）点焊固定：将覆面板点焊在专用钢结构上，点焊的间距约200mm，点焊的长度约20mm～30mm，点焊的同时要用木槌轻轻敲打覆面板使其与衬垫型钢紧贴。

（4）组面：按照上述方法和安装顺序将该面池壁的覆面板一一就位固定，注意组对间隙。

（5）焊接：检查合格后，按照焊接工艺卡的要求对各拼接焊缝施焊。

（6）无损检验：所有密封焊缝均要求按顺序做100%VT、100%LT、100%PT检查，对于覆面板对接焊缝还要做100%RT检查。

（7）整体尺寸检查：按设计图纸、文件要求进行整体尺寸检查。

4 焊接及无损检测的具体要求

4.1 焊接要求

4.1.1 安装焊接前试验

承包商应预先用相同的钢板和型钢制作射线检验样品，记录以下缺陷作为参考：

型钢焊接熔合不足、烧穿、未熔合、未焊透、夹钨。

4.1.2 焊接过程要求

覆面板的拼焊主要采用钨极氩弧焊，焊接方式采取逆向退焊、先短后长、先横后立的原则。用不锈钢丝刷或纯棉纱布蘸丙酮擦拭焊接坡口及其附近区域。焊缝长度超过500 mm都要分段施焊。严禁铁素体钢由于飞溅等原因造成的不锈钢覆面的污染。

4.2 无损检测要求

4.2.1 焊接前VT检查

坡口及邻近区域应无水、油脂、氧化物和其它影响焊接质量的物质；两对接板的错边不得大于0.8 mm。endprint

4.2.2 焊接过程中的VT检查

焊接过程中焊工应对每一焊道进行目视检验，对于发现的缺陷应去除后方可继续焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT检查

第一条焊缝焊接完成后应尽快督促施工单位安排VT、LT、PT、RT，验证焊接工艺在现场的应用效果。无损检测应按照VT、LT、PT、RT的顺序进行，并满足以下要求：

焊缝外观应平滑规则；凡被电弧烧伤的地方均应进行修补，打磨平整，保持钢板的原有厚度；不允许焊缝未焊满；不允许存在任何咬边、未熔合、未焊透、裂纹；不允许余高超过1.5 mm；不允许错边超过0.8 mm；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的气孔；不允许存在最大尺寸超过1.5 mm的夹渣；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的夹钨。

4.2.4 真空盒检验（LT）

真空盒检验（LT）是不锈钢覆面检漏的重要检测方法，相对于VT、PT、RT来说，监理人员对LT比较陌生，所以这里单独介绍一下其检测实施的注意事项，原理则不再赘述。

（1）起泡溶液的标定

试验期间每天和每次制备了起泡溶液以后都要对起泡溶液进行标定：在经标定的泄漏板上，涂一层起泡溶液，抽盒内真空达到内外压力差为0.5×105 Pa，如果有一个或多个气泡可被观察到，则可认为该溶液是可用的。

（2）真空盒检验要求：焊缝经VT检查合格后，PT检查之前，并尽可能在焊缝焊接完成后立即进行；钢板的表面温度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布对焊缝表面及邻近区域进行去污，并使其干燥。

（3）实施：刷涂起泡溶液，将真空盒放置到焊缝上，降低盒内压力使其内外压力差达到0.5×105 Pa，保压至少30 s，观察受检部位情况。注意和下一受检区域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整体尺寸检查要求

5.1 整体偏差

覆面板必须安装在两个平行平面所限定的区域内，两平行平面距施工图规定的理论平面的距离为整体偏差。对于乏燃料水池池底覆面板整体偏差为±5 mm。

5.2 局部偏差

对于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m长度测量，坡度不得超过4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m长度测量，凹陷深度不得超过3 mm。

（3）在相邻两覆面的焊缝连接处，两覆面板间的水平坡度不应超过1/20；任何一侧的错位不应超过0.8 mm，当有垫板焊接时，两块钢板的错位偏差可以忽略不计。

6 结语

综合以上质控要点、难点及其控制方法的分析可以看出，监理人员通过熟悉设计图纸和技术文件的要求，并注重上述控制重点和控制方法，可以大幅度减少不锈钢覆面安装焊接中产生的质量问题，对保证不锈钢覆面安装的顺利进行及整体质量具有重要意义。

参考文献

[1] 压水堆核岛机械设备设计和建造规则 RCC-M（200版 含2002补遗）.

[2] 民用核安全设备焊工焊接操作工资格管理规定HAF603.

[3] 民用核安全设备无损检验人员资格管理规定HAF602.

[9] 濮继龙.大亚湾核电站运行教程[M].原子能出版社，1998.endprint

4.2.2 焊接过程中的VT检查

焊接过程中焊工应对每一焊道进行目视检验，对于发现的缺陷应去除后方可继续焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT检查

第一条焊缝焊接完成后应尽快督促施工单位安排VT、LT、PT、RT，验证焊接工艺在现场的应用效果。无损检测应按照VT、LT、PT、RT的顺序进行，并满足以下要求：

焊缝外观应平滑规则；凡被电弧烧伤的地方均应进行修补，打磨平整，保持钢板的原有厚度；不允许焊缝未焊满；不允许存在任何咬边、未熔合、未焊透、裂纹；不允许余高超过1.5 mm；不允许错边超过0.8 mm；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的气孔；不允许存在最大尺寸超过1.5 mm的夹渣；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的夹钨。

4.2.4 真空盒检验（LT）

真空盒检验（LT）是不锈钢覆面检漏的重要检测方法，相对于VT、PT、RT来说，监理人员对LT比较陌生，所以这里单独介绍一下其检测实施的注意事项，原理则不再赘述。

（1）起泡溶液的标定

试验期间每天和每次制备了起泡溶液以后都要对起泡溶液进行标定：在经标定的泄漏板上，涂一层起泡溶液，抽盒内真空达到内外压力差为0.5×105 Pa，如果有一个或多个气泡可被观察到，则可认为该溶液是可用的。

（2）真空盒检验要求：焊缝经VT检查合格后，PT检查之前，并尽可能在焊缝焊接完成后立即进行；钢板的表面温度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布对焊缝表面及邻近区域进行去污，并使其干燥。

（3）实施：刷涂起泡溶液，将真空盒放置到焊缝上，降低盒内压力使其内外压力差达到0.5×105 Pa，保压至少30 s，观察受检部位情况。注意和下一受检区域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整体尺寸检查要求

5.1 整体偏差

覆面板必须安装在两个平行平面所限定的区域内，两平行平面距施工图规定的理论平面的距离为整体偏差。对于乏燃料水池池底覆面板整体偏差为±5 mm。

5.2 局部偏差

对于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m长度测量，坡度不得超过4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m长度测量，凹陷深度不得超过3 mm。

（3）在相邻两覆面的焊缝连接处，两覆面板间的水平坡度不应超过1/20；任何一侧的错位不应超过0.8 mm，当有垫板焊接时，两块钢板的错位偏差可以忽略不计。

6 结语

综合以上质控要点、难点及其控制方法的分析可以看出，监理人员通过熟悉设计图纸和技术文件的要求，并注重上述控制重点和控制方法，可以大幅度减少不锈钢覆面安装焊接中产生的质量问题，对保证不锈钢覆面安装的顺利进行及整体质量具有重要意义。

参考文献

[1] 压水堆核岛机械设备设计和建造规则 RCC-M（200版 含2002补遗）.

[2] 民用核安全设备焊工焊接操作工资格管理规定HAF603.

[3] 民用核安全设备无损检验人员资格管理规定HAF602.

[9] 濮继龙.大亚湾核电站运行教程[M].原子能出版社，1998.endprint

4.2.2 焊接过程中的VT检查

焊接过程中焊工应对每一焊道进行目视检验，对于发现的缺陷应去除后方可继续焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT检查

第一条焊缝焊接完成后应尽快督促施工单位安排VT、LT、PT、RT，验证焊接工艺在现场的应用效果。无损检测应按照VT、LT、PT、RT的顺序进行，并满足以下要求：

焊缝外观应平滑规则；凡被电弧烧伤的地方均应进行修补，打磨平整，保持钢板的原有厚度；不允许焊缝未焊满；不允许存在任何咬边、未熔合、未焊透、裂纹；不允许余高超过1.5 mm；不允许错边超过0.8 mm；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的气孔；不允许存在最大尺寸超过1.5 mm的夹渣；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的夹钨。

4.2.4 真空盒检验（LT）

真空盒检验（LT）是不锈钢覆面检漏的重要检测方法，相对于VT、PT、RT来说，监理人员对LT比较陌生，所以这里单独介绍一下其检测实施的注意事项，原理则不再赘述。

（1）起泡溶液的标定

试验期间每天和每次制备了起泡溶液以后都要对起泡溶液进行标定：在经标定的泄漏板上，涂一层起泡溶液，抽盒内真空达到内外压力差为0.5×105 Pa，如果有一个或多个气泡可被观察到，则可认为该溶液是可用的。

（2）真空盒检验要求：焊缝经VT检查合格后，PT检查之前，并尽可能在焊缝焊接完成后立即进行；钢板的表面温度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布对焊缝表面及邻近区域进行去污，并使其干燥。

（3）实施：刷涂起泡溶液，将真空盒放置到焊缝上，降低盒内压力使其内外压力差达到0.5×105 Pa，保压至少30 s，观察受检部位情况。注意和下一受检区域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整体尺寸检查要求

5.1 整体偏差

覆面板必须安装在两个平行平面所限定的区域内，两平行平面距施工图规定的理论平面的距离为整体偏差。对于乏燃料水池池底覆面板整体偏差为±5 mm。

5.2 局部偏差

对于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m长度测量，坡度不得超过4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m长度测量，凹陷深度不得超过3 mm。

（3）在相邻两覆面的焊缝连接处，两覆面板间的水平坡度不应超过1/20；任何一侧的错位不应超过0.8 mm，当有垫板焊接时，两块钢板的错位偏差可以忽略不计。

6 结语

综合以上质控要点、难点及其控制方法的分析可以看出，监理人员通过熟悉设计图纸和技术文件的要求，并注重上述控制重点和控制方法，可以大幅度减少不锈钢覆面安装焊接中产生的质量问题，对保证不锈钢覆面安装的顺利进行及整体质量具有重要意义。

参考文献

[1] 压水堆核岛机械设备设计和建造规则 RCC-M（200版 含2002补遗）.

[2] 民用核安全设备焊工焊接操作工资格管理规定HAF603.

[3] 民用核安全设备无损检验人员资格管理规定HAF602.

[9] 濮继龙.大亚湾核电站运行教程[M].原子能出版社，1998.endprint