WWER—1000堆型核电站电气贯穿件焊接质控要点

刘国齐 孙炳通

摘要：WWER-1000型核电机组电气贯穿件焊接坡口型式与其他核电站不同，通过在田湾核电电气贯穿件焊接质控工作中的监理实践，本文从电气贯穿件焊接工艺的选用、焊前准备、焊接过程及注意事项、无损检验等方面做了详细介绍，采取了有效的质量控制措施，保证了电气贯穿件焊接质量，对后续电气贯穿件的焊接质控工作起到一定的指导作用。

关键词：电气贯穿件；焊接；质量控制；无损检验

1、概述

电气贯穿件用在核电站的安全系统、正常运行时的辅助供电系统、应急给供电系统，以及监测和控制系统，贯穿件通过核电厂金属管口为穿过安全壳墙体和穹顶的电路控制电缆和动力电缆提供密封通道。

电气贯穿件焊接施工质量要求高，又由于其内部结构的特殊性，焊接过程中需严格控制焊接温度，防止损坏贯穿件内部组件，质量控制难度大，如何保证贯穿件焊接质量处于可控状态是一项十分重要的任务。

2、过程控制

2.1待焊部件准备

（1）将贯穿件焊接到管嘴之前，要去除贯穿件坡口表面的防锈漆（红色）。（2）坡口表面至少20mm 范围内不得有影响焊接质量的氧化皮、油、锈和灰尘等，若有可用丙酮或乙醇溶液擦拭干净，否则容易产生气孔、夹渣等缺陷。

2.2部件的组装、组对

（1）将贯穿件安装到管嘴上时，应使用电气贯穿件专用的对中装置进行组装，组装时应确保径向间隙均匀分布，轴向间隙满足4±1mm的要求。（2）贯穿件对接法兰与管嘴组对时，对于低压、仪控贯穿件（外径为325mm），表面错边量不得大于2.75mm；中压贯穿件（外径为625mm），表面错边量不得大于3.8mm，如果超出偏差值，应用砂轮机进行修磨，确保坡口两侧平滑过渡，角度不得超过15°。（3）将法兰点焊至管嘴上，点焊工艺应与正式焊缝相同。低压、仪控贯穿件每个焊点的长度为40～60mm，焊缝高度为3～5mm，点焊的数量为4点，焊点必须沿圆周均匀分布；中压贯穿件每个焊点的长度为40～60mm，焊缝高度为3～5mm，点焊的数量为6点，焊点必须沿圆周均匀分布。（4）点焊完成后，检查点焊焊缝是否存在裂纹、气孔、缩孔等缺陷，发现缺陷及时进行清除，并重新进行点焊。

2.3焊接过程控制

2.3.1焊接环境

电气贯穿件焊接对现场环境有严格的要求，当环境状况不能满足焊接需求时，如没有可靠的防护措施，禁止焊接。施焊区域环境温度不能低于-5℃，环境温度过低，造成焊缝过快冷却，容易产生裂纹等缺陷；环境相对湿度不大于90%，TIG焊风速不大于2m/s，SMAW焊风速不大于8m/s，相对湿度、风速较大时，容易产生气孔等缺陷。

2.3.2焊接注意事项

（1）电气贯穿件焊接采用氩-电联焊方法，焊接接头级别满足《核动力装置的设备和管道焊接接头和堆焊的检验规程》ПНАЭГ-7-010-89 Ⅲc级，焊接过程中应严格按照所选用焊接工艺数据单执行；（2）焊条电弧焊时，在坡口周围遮盖防火布以防止焊接飞溅损伤贯穿件筒体和法兰。（2）焊接过程中要避免贯穿件筒体过热，随时用点温计或其它类似方法监测固定保护壳的螺栓周围边缘的筒体法兰温度，确保温度不超过100℃，并做好记录。（3）为了控制焊接变形，保证电气贯穿件安装质量，焊接过程中应合理安排焊接顺序，起弧或收弧处不得重合。（4）严禁在坡口外起弧，一旦出现坡口外起弧的情况必须立刻停止焊接，将起弧处打磨干净，质检员对坡口进行鉴定，必要时进行液体渗透检查，确定无影响后可继续焊接。（5）打底焊缝完成后，使用砂轮机磨平焊缝的任何不平整处，确保产生光滑的表面，然后对焊缝进行液体渗透检查，当检查出的缺陷完全消除后方可开始填充焊道的焊接。（6）每一道焊接完成或由于更换焊材而中断焊接时，应及时清除焊渣、气孔、飞溅等影响后续焊接的缺陷，缺陷清除完成后方可继续焊接，缺陷清除后应保证与母材和先前焊缝平稳过渡。（7）填充焊道采用手工电弧焊，使用规格为Ф3.0 的焊条时，焊弧长度为2～3mm；使用规格为Ф4.0 的焊条时，焊弧长度为3 ～4mm。（8）焊接过程中由质检人员进行逐层目视检查并出具报告。

2.4焊缝外观检查

电气贯穿件焊接完成后只需采用打磨方式去除焊缝表面缺陷，应保持焊缝原有焊接波纹形态，焊缝宽度要求21±5mm、余高要求1～4.5mm。

电气贯穿件应根据《核动力装置设备与管道母材（半成品）焊接接头和堆焊层的标准检验方法：目视和测量检验》ПНАЭГ-7-016-89等标准的要求对焊缝表面缺陷进行检查，具体要求如下：（1）焊缝表面应没有深度大于1mm 的咬边，单个咬边的长度不得超过30mm，每米焊缝咬边数量不得超过4处。（2）对于低压、仪控贯穿件，焊缝波纹的高度差不得超过 1.5mm；对于中压贯穿件，焊缝之间波纹状的高度差不得超过2.0mm。（3）对于低压、仪控贯穿件，表面气孔和夹渣，最大线性尺寸不超过 1.5mm，每100mm 焊缝长度不得超过5 处。对于中压贯穿件，表面气孔和夹渣，最大线性尺寸不超过2.0mm，每100mm 焊缝长度不得超过6 处。

3、无损检验

3.1液体渗透检验

根据电气贯穿件厂家资料，贯穿件焊缝目视检查合格后应根据《核动力装置设备和管道的基体材料（半成品），焊接和堆焊的通用检验方法：毛细检验法》ПНАЭГ-7-018-89等标准要求执行100%的液体渗透检验，灵敏度级别为Ⅱ级，按《核动力装置的设备和管道焊接接头和堆焊层的检验规程》ПНАЭГ-7-010-89第11.5 节要求进行质量评估。

3.2焊缝泄漏检验

根据装配图和操作手册的要求对贯穿件对接法兰与管嘴的焊接接头进行泄漏检验，泄漏检查应用泡沫法进行（通过增加充入空气）。根据《核动力装置设备和管道的基體材料（半成品）、焊接接头及堆焊层标准化检查方法：密封性检验气体和液体方法》ПНАЭГ-7-019-89相关要求执行，焊缝密封等级为Ⅳ，质量评估按此标准第9.8 节要求进行。

4、总结

田湾核电站电气贯穿件焊接施工质量要求高，焊接过程中需严格控制筒体法兰温度，质量控制难度大，必须从人、机、料、法、环五方面严格把关。目前，3号机组电气贯穿件基本焊接完成，安装期间通过充分的焊前准备、严格的过程控制、有效的无损检验，电气贯穿件焊缝无损检验合格率100%，为后续4号核岛电气贯穿件焊接质量控制积累了丰富经验。

参考文献：

[1] 《核动力装置的设备和管道焊接接头和堆焊的检验规程ПНАЭ_Г-7-010-89》

[2] 《资料电气贯穿件对接法兰与管嘴焊接工艺说明》.

[3] 《电气贯穿件焊接工作程序》