核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝

《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》是上海電氣核電設備有限公司於2010年7月26日申請的發明專利，該專利的申請號為2010102366866，公布號為CN101890562A，公布日為2010年11月24日，發明人是楊軍、張茂龍、孫志遠、錢紅妹。

《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》包括以下步驟：選擇焊接坡口形式步驟，選擇所述主設備接管的坡口形式為單面坡口形式；堆焊不鏽鋼步驟，在所述主設備接管的內壁堆焊不鏽鋼耐蝕層；堆焊隔離層步驟，在所述主設備接管的端面採用熱絲TIG堆焊過渡層和埋弧焊堆焊面層的方式堆焊隔離層；對接焊縫步驟，採用埋弧焊焊接方式將所述安全端與主設備接管端面的面層對接；焊後熱處理步驟。該發明在降低焊接成本和焊工勞動強度的同時，確保了安全端結構的焊接成功，從而為安全端與主設備接管的可靠焊接奠定了基礎。

2014年11月6日，《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝
• 公布號：CN101890562A
• 公布日：2010年11月24日
• 申請號：2010102366866
• 申請日：2010年7月26日
• 申請人：上海電氣核電設備有限公司
• 地址：上海市浦東新區臨港重型裝備產業區層林路77號
• 發明人：楊軍、張茂龍、孫志遠、錢紅妹
• 分類號：B23K9/235（2006.01）I、B23K9/04（2006.01）I、B23K9/18（2006.01）I、B23K9/16（2006.01）I
• 代理機構：上海兆豐智慧財產權代理事務所（有限合夥）
• 類別：發明專利
• 代理人：章蔚強

專利背景

2010年7月前，核電站核島主設備的大型容器，如反應堆壓力容器、蒸汽發生器和穩壓器等設備的殼體一般由材料型號為16MND5或18MND5或SA508Gr.3Cl.1或SA508Gr.3Cl.2低合金鋼製成，而和核容器連線的各種管道大多為奧氏體不鏽鋼，材料為Z2CND18-12（控氮）或316L；為保證核電設備的質量，一般會先在核容器殼體的接管上先焊上一段不鏽鋼管（稱為“安全端”），在現場安裝時再將安全端與不鏽鋼管道焊接。因此，上述過程就涉及核容器殼體接管安全端的異種金屬接頭的焊接工藝。

截至2010年7月前，中國正處在核電建設的快速發展時期，反應堆壓力容器、蒸汽發生器和穩壓器等設備接管安全端焊接的問題也因此而產生。根據核設備安全等級和結構設計特點，核島主設備接管可事先進行隔離層堆焊後再與不鏽鋼安全端焊接，也可直接將與不鏽鋼安全端焊接起來，焊接材料可採用不鏽鋼或鎳基合金。接管安全端焊接工藝主要包括如下幾種：對隔離層堆焊採用手工藥皮焊條電弧焊或自動（脈衝）鎢極氬弧焊工藝；對接工藝採用手工藥皮焊條電弧焊或埋弧焊自動焊或自動脈衝鎢極氬弧焊。然而，上述工藝不但成本偏高，而且在實際操作過程中，還容易出現氣孔、夾渣和未融合等焊接缺陷，因此，迫切需要對此類焊接工藝進行改進。

發明內容

專利目的

《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》旨在提供一種核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝，以降低部分焊接成本，同時有效避免出現氣孔、夾渣和未融合等焊接缺陷。

技術方案

該發明所述的一種核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝，它包括以下步驟：選擇焊接坡口形式步驟，選擇所述主設備接管的坡口形式為單面坡口形式；堆焊不鏽鋼步驟，在所述主設備接管的內壁堆焊不鏽鋼耐蝕層；堆焊隔離層步驟，在所述主設備接管的端面採用熱絲TIG堆焊過渡層和埋弧焊堆焊面層的方式堆焊隔離層；對接焊縫步驟，採用埋弧焊焊接方式將所述安全端與主設備接管端面的面層對接；焊後熱處理步驟。

在上述的核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝中，執行所述的堆焊不鏽鋼步驟之前，清理所述主設備接管的內壁，並預熱至100℃以上；所述耐蝕層的寬度範圍為25～40毫米，厚度範圍為0.4毫米～0.6毫米。

在上述的核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝中，執行所述的堆焊隔離層步驟之前，清理所述主設備接管的待焊表面，並預熱至100℃以上；在所述堆焊隔離層步驟中，熱絲TIG堆焊焊接材料為ER309L焊絲，其規格為Φ0.8～Φ1.2毫米，埋弧焊焊接材料為ER308L焊絲，其規格為Φ3.0～Φ4.0毫米。

在上述的核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝中，執行所述對接焊縫步驟之前，清理所述主設備接管和安全端待焊表面；在所述對接焊縫步驟中，埋弧焊焊接材料為ER308L焊絲，其規格為Φ3.0～Φ4.0毫米。

改善效果

由於採用了上述的技術解決方案，《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》基於試驗數據和工程實踐，在主設備接管堆焊隔離層時採用了ER309L焊絲熱絲TIG堆焊（即熱絲自動氬弧焊）過渡層以及ER308L焊絲埋弧焊堆焊面層的方式，同時，在對接焊縫時採用了ER308L焊絲窄間隙埋弧焊自動焊工藝，使得在降低焊接成本和焊工勞動強度的同時，確保了安全端結構的焊接成功，從而為安全端與主設備接管的可靠焊接奠定了基礎。

附圖說明

圖1是該發明核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝中焊接坡口形式示意圖。

圖1

權利要求

《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》其特徵在於，所述工藝包括以下步驟：選擇焊接坡口形式步驟，選擇所述主設備接管的坡口形式為單面坡口形式；堆焊不鏽鋼步驟，在所述主設備接管的內壁堆焊不鏽鋼耐蝕層；堆焊隔離層步驟，在所述主設備接管的端面採用熱絲TIG堆焊過渡層和埋弧焊堆焊面層的方式堆焊隔離層；對接焊縫步驟，採用埋弧焊焊接方式將所述安全端與主設備接管端面的面層對接；焊後熱處理步驟，執行所述的堆焊不鏽鋼步驟之前，清理所述主設備接管的內壁，並預熱至100℃以上；所述耐蝕層的寬度範圍為25～40毫米，厚度範圍為0.4毫米～0.6毫米；執行所述的堆焊隔離層步驟之前，清理所述主設備接管的待焊表面，並預熱至100℃以上；在所述堆焊隔離層步驟中，熱絲TIG堆焊焊接材料為ER309L焊絲，其規格為Φ0.8～Φ1.2毫米，埋弧焊焊接材料為ER308L焊絲，其規格為Φ3.0～Φ4.0毫米；執行所述對接焊縫步驟之前，清理所述主設備接管和安全端待焊表面；在所述對接焊縫步驟中，埋弧焊焊接材料為ER308L焊絲，其規格為Φ3.0～Φ4.0毫米。

實施方式

參閱圖1，該發明包括以下步驟：選擇焊接坡口形式步驟，選擇主設備接管1的坡口形式為單面坡口形式，主設備接管1的材質為16MND5低合金鋼；堆焊不鏽鋼步驟，在主設備接管1的內壁堆焊不鏽鋼耐蝕層2；具體地說，在執行堆焊不鏽鋼步驟之前，需清理主設備接管1的內壁上的油、銹氧化物等影響焊接質量的污物，並預熱至100℃以上，然後採用寬度為25～40毫米，厚度範圍為0.4毫米～0.6毫米的不鏽鋼進行低合金鋼接管內壁堆焊；堆焊隔離層步驟，在主設備接管1的端面採用熱絲TIG焊堆焊過渡層3和埋弧焊堆焊面層4的方式堆焊隔離層；具體地說，在執行堆焊隔離層步驟之前，需清理主設備接管1的端面上的油、銹氧化物等影響焊接質量的污物，並預熱至100℃以上；並且在該步驟中，熱絲TIG堆焊焊接材料為ER309L焊絲，其規格為Φ0.8～Φ1.2毫米，埋弧焊焊接材料為ER308L焊絲，其規格為Φ3.0～Φ4.0毫米；對接焊縫步驟，採用埋弧焊焊接方式將安全端5與主設備接管端面的面層4對接，即可焊接焊縫6，安全端5的材質為Z2CND18-12控氮不鏽鋼；具體地說，在執行對接焊縫步驟之前，需清理主設備接管端面面層4上的油，銹氧化物等影響焊接質量的污物；並且在該步驟中，埋弧焊焊接材料為ER308L焊絲，其規格為Φ3.0～Φ4.0毫米；焊後熱處理步驟。

綜上所述，《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》使得在降低焊接成本和焊工勞動強度的同時，確保了安全端結構的焊接成功，從而為安全端與主設備接管的可靠焊接奠定了基礎。

榮譽表彰

2014年11月6日，《核島主設備接管安全端異種金屬焊接工藝》獲得第十六屆中國專利優秀獎。