M310堆型核电机组换料水箱焊接质控要点
李严 马尚国 李伟刚
中图分类号：TM632 文献标识：A 文章编号：1674- 1145（2020）02- 157- 01
摘 要 通过在M310机组换料水箱焊接质量控制的监理实践，本文对换料水箱安装方法及步骤、焊前施工准备、焊接过程控制及需注意的事项、焊缝无损检验方面做了详细介绍，采取了有效的质量控制措施及变形控制措施，为后续同类型储罐的焊接质量控制积累了一定的经验。
关键词 倒装法 焊接 无损检验 变形控制
换料水箱为立式常压容器，罐体的外形尺寸为12500*12500* 19500m m，主体材质为00Cr19Ni10，规范等级为RCCM-2级，焊缝质量要求高，质量控制难度大。换料水箱主要由上封头（28块）、一个由多段不同壁厚筒节焊接制成的圆柱形筒体（8层）、下封头（33块）、检修平台和梯子组成，设有进水管口、出水管口、溢流管口、液位计管口、排气管口、仪表管口、取样管口、加热器管口和人孔。
一、换料水箱焊接过程
（一）部件的组对
换料水箱定位时采用两种方法进行定位，一种是采用不锈钢定位块；另一种是直接在坡口处点焊，定位焊缝的长度、厚度、间距，应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂，长度一般在30～50m m，定位焊缝作为产品焊缝的一部分时，必须保证定位焊缝无任何缺陷。
（二）焊接过程
换料水箱的主体焊接主要采用TIG和SMAW两种焊接方法进行焊接
1.下封头焊接
换料水箱下封头由边缘板、中幅板组成，边缘板带垫板对接焊缝采用TIG+SMAW的焊接方法，中幅板搭接焊缝采用SMAW的焊接方法。下封头焊接时质量控制要点如下：
下封头安装前，按照图纸要求的尺寸在基础上画出底板外缘线，考虑焊接收缩变形引起的下封头直径变小，应将下封头直径放大约20m m进行组装。
边缘板对接焊缝焊接前应将垫板与边缘板一侧进行焊接，如图所示，然后再进行边缘板的组对，焊接时应先从垫板未焊接固定的一侧进行，以防止焊接变形引起边缘板与垫板间产生间隙造成射线检验不合格。
边缘板焊接完成后进行中幅板的焊接，为减小焊接变形，焊接中幅板时由中间向四周焊接，先焊接短焊缝，后焊接长焊缝，采用分段退焊的方法进行焊接。为防止下封头与筒体角焊缝焊接造成中幅板鼓包变形，施工时先将边缘板和中幅板进行点焊固定，待筒体部分和筒底角焊缝焊接完成后再进行边缘板和中幅板焊缝的焊接。
中幅板搭接焊缝焊接完成第一道时应进行100%液体渗透检验，施工过程中应重点关注，避免漏检的情况出现。
2.筒体与下封头、上封头焊接
筒体与下封头、上封头角焊缝焊接主要采用SMAW的焊接方法，选用背部清根的焊接工艺进行焊接，筒体与下封头、上封头角焊缝焊接时质量控制要点如下：
筒体与上封头角焊缝必须先焊接外侧，外侧焊接完成后再进行筒体内侧清根、焊接，如先进行内侧焊接，外侧焊缝无法进行清根，影响焊接质量。
由于第一层筒体厚度达到31m m，筒体与下封头角焊缝熔敷金属填充量大，所以在焊接前应在角焊缝内、外侧进行刚性固定（即采用型钢斜撑），以防止焊接变形。
筒体与下封头、上封头角焊缝不能进行RT和UT检验，焊接过程中采用每三层熔敷焊道进行一次液体渗透检验。
3.筒体焊接
换料水箱筒体立焊缝、环焊缝焊接主要采用SMAW的焊接方法，选用背部清根的焊接工艺进行焊接，采用多层多道焊，筒体焊缝焊接时质量控制要点如下：
筒体焊接应先焊接立焊缝，再焊接环焊缝；立焊缝组对时需考虑焊缝收缩变形引起的筒体周长的减小，故应将筒体直径扩大约10m m左右已保证筒体尺寸符合图纸等件要求。
焊缝引弧、收弧处易于产生未熔合、夹渣、气孔等缺陷，故立焊缝焊接前应在筒节上、下两端添加引弧板、收弧板以防止立焊缝端部缺陷堆积造成焊缝质量不符合项要求，引弧板、收弧板清除时，禁止用锤击落，避免撕裂母材。
4.上封头焊接
换料水箱上封头焊接采用SMAW焊接方法，选用背部清根的焊接工艺进行焊接，上封头对接焊缝焊接时质量控制要点如下：
上封头在焊接之前，应先搭设一个用型钢制作的弧形半球支撑用于上封头的组对，由于型鋼为碳钢材质，所以应在型钢上表面点焊不锈钢板与上封头进行隔离，防止不锈钢污染。
上封头焊缝内侧焊接均处于仰焊位置，焊接施工难度大，容易产生未熔合、气孔等焊接缺陷，应安排经验丰富、手法熟练的焊工进行焊接。
由于上封头对接焊缝采用背部清根的焊接工艺，当上封头外侧焊接完成后需从内侧进行根部清根，但焊缝内侧与筒体相交位置空间受限，清根十分困难，故要求焊工焊接外部焊缝到此位置时，尽量保证单面焊透，内侧只需稍微清理后再焊接一道即可。
二、无损检验
在焊接过程中和焊接完成后，应严格按照标准要求对换料水箱进行无损检验，制作过程中采用的无损检验方法有焊缝外观检查（VT）、液体渗透（PT）、射线探伤（RT）。
三、返修
无损检验过程中应严格按照标准要求对焊缝进行打磨或返修处理，返修时如需进行补焊，应按照原焊缝焊接工艺进行焊接，同一部位允许返修2次数，如在同一位置需进行第三次返修时需开启不符合项进行处理。
四、结语
换料水箱焊接主要有两方面控制难点：一是主体焊缝应全部保证焊透；二是由于储罐采用不锈钢材质，体积较大，需防止产生较大变形，保证储罐整体尺寸满足要求，必须从人、机、料、法、环五方面严格把关，做好事前、事中、事后质量控制。
