核电站钢衬里焊接常见缺陷发生的原因与防治措施

核电站钢衬里焊接常见缺陷发生的原因与防治措施

王雄

中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司 广东省深圳市 518000

摘要：核电站在制作安装CPR1000核岛安全壳的钢衬里时焊接工序具有非常重要的作用，也是其主要组成部分。在钢衬里进行焊接时会出现一些缺陷，将影响钢衬里质量以及其应用性能，因此需要采取合理的措施进行防治，保证解决其焊接过程中出现的缺陷，保证钢衬里质量和性能发挥，从而保障其它核级设备，为核电站稳定发展打下良好基础。

关键词：核电站；核岛安全壳；钢衬里；焊接

在核电站中钢衬里属于防核辐射第三道屏障，在核电站中占据重要地位。钢衬里主要由两部分组成，分别是碳钢衬里以及不锈钢水池，其中有九成以上实行手工焊接，这一过程中将会产生较多类型的焊接缺陷，根据其所处的焊缝位置能够将缺陷划分为两种类型，一种是外部缺陷，另一种是外部缺陷。在焊缝表面呈现出来的缺陷是外部缺陷，通过低倍放大镜或肉眼就能够观察到，弧坑、咬边以及焊瘤是外部缺陷的几种类型。而在焊缝内部存在缺陷为内部缺陷，需要采用专门无损检验方法以及破坏性检验才能够发现，裂纹、夹渣、气孔、未熔合以及未焊透等是其主要类型。

一、咬边缺陷及防治措施

（一）咬边缺陷

火焰或者是电弧将焊缝边缘母材烧融出沟槽或者是缺陷即为咬边，在钢衬里焊接中经常会出现这一缺陷。咬边缺陷出现的主要原因是手工焊造时存在各种问题，主要是焊接人员工作不认真、操作前班长没有合理进行技术交底、存在过长电弧、具有较大焊接电流、没有合理掌握焊条角度、不能够熟练开展运条操作、停留在坡口两侧时间过长或者是过短等。而咬边这一缺陷具有一定危害性，其会使金属有效工作截面减少，并且会出现咬边处应力集中的情况，加上其属于常见缺陷，需要加大重视力度^[1]。

（二）防治措施

在进行焊接操作前，需要班长结合实际情况对作业任务进行合理安排，确保交底工作具有针对性；落实焊接工人的奖惩制度，在物质上奖励表现好的人员，惩罚经常出现错误的人员，通过这一方式将工作人员焊接工作积极性提高，避免出现咬边的情况；在焊接时可以选用断弧焊接，对电弧长度进行有效控制；确保运条手法熟练，并明确合理的焊条角度，在焊条处于横向摆动的状态下，需要将停留在坡口边缘的时间延长，将焊条金属熔化，使其填满边缘，并且在中间应该加快速度；不存在咬边超标情况时，可以使用磨光机进行打磨，这一过程中需要保证焊缝和母材间能够圆滑过渡；如果存在咬边缺陷超标的情况，可使用小电流以及窄焊道等方法来焊补该位置。

二、焊瘤缺陷及防治措施

（一）焊瘤缺陷

金属熔化后流淌到焊缝之外没有熔化的母材上就会出现金属瘤，即为焊瘤缺陷，经常会出现局部未熔合情况，也被叫做满溢。这一缺陷出现的原因主要是存在过大的焊接电流，母材在焊条金属熔化时还没有完全熔化；没有完全清理干净坡口边缘污物；不具备太慢的焊接速度，并且具有较大的装配间隙。在焊瘤处会出现应力集中情况，并且会伴有裂缝等缺陷，同时该缺陷会对焊缝光滑、平整的外形造成影响。

（二）防治措施

焊接工作开始前需要对坡口和附近存在的赃物进行清理，需要有合适的组对间隙；对焊接电流进行合理选择；对电弧长度加以控制，确保熟练操作，控制熔池温度，使用合理方法落实运条工作；在有焊瘤缺陷出现时，会同时出现裂缝以及未熔合等缺陷，可以采用磨光机进行打磨，由此将缺陷彻底清除掉，接着焊补。对多出来的焊缝金属部分，需使用砂轮机来打磨，以此起到对焊缝外形进行修整的作用。

三、弧坑缺陷及防治措施

（一）弧坑缺陷

弧坑指的是在焊缝收尾处出现的比基本金属表面低的凹坑，其产生的主要原因是存在较短熄弧时间或者是对薄板进行焊接时使用过大的电流，弧坑比基本金属表面低，会使焊接接头承载力降低，并且弧坑内经常会有微裂纹、夹渣、气孔等缺陷存在。

（二）防治措施

手工焊收弧时，需要保障电弧不会突然熄灭，使金属熔化足够填满熔池，可在熔池处实现焊条时间停留或者是进行几次环形运条；进行提起保护焊时，通过焊机中电流减衰装置来逐渐减小收弧焊接时的电流，填充足够金属过后，确保焊缝收尾的饱满性；如果存在弧坑，使用磨光机修磨后开展补焊工作，这一过程需要遵循产品焊接工艺要求^[2]。

四、气孔缺陷及防治措施

（一）气孔缺陷

在焊机中高温下熔池金属吸收的气体没有在冷却时充分逸出，在焊缝金属处残留形成空穴，即为气孔，按照其产生位置，能够将其分成内部气孔和外部气孔，通过肉眼或者使用放大镜即能看到外部气孔；利用无损检测试验能够显示内部气孔；按照分布可将其气孔氛围密集气孔、连续气孔以及单个气孔等。气孔出现的原因主要是焊接中存在较多因素使其产生大量气体，结合实际施工经验可分为以下几种：存在较大湿度以及风速等环境因素，需焊接母材有较低温度；保温桶没有良好效果，容易使焊条受潮；没有清理干净焊丝以及母材上的水分、油污以及锈斑；焊条没有根据要求存放或是烘干、焊芯锈蚀、焊条药皮脱落或是变质、没有干净清理焊丝、气体保护焊中存在较低的保护气体纯度，含有较高杂质；没有清理干净破口两侧；没有有效处理焊接接口处。气孔处于焊缝内，会将金属有效截面减小，降低焊接接头强度；气孔边缘极易出现应力集中情况，焊缝组织受密集气孔影响，出现疏松情况，将死接头塑性。

（二）防治措施

不应使用药皮变质、开裂、偏心、剥落以及锈蚀严重的焊条；焊接前处理清理焊丝以及母材坡口与两侧，将脏污去除；合理选择焊接电流以及控制焊接速度，使用短弧来焊接；在现场及温室温度低时需要实现被焊母材区预热，减缓熔池冷却速度，充分逸出气体，防止有气孔缺陷出现；焊接时防止雨淋和风吹，可设置挡风装置来挡风；焊接前打磨坡口两侧等。

结束语

在核电站钢衬里进行焊接时会受到各种各样原因影响出现缺陷，这些缺陷不仅影响外观，还会影响其使用性能，因此需采取合理措施进行防治。面对不同缺陷采取不同防治措施，保证合理、科学应对处理缺陷，保证焊接结构的安全性，为核电站工作正常开展打下良好基础。

参考文献：

[1]费松,陈美丹,章闯.CPR1000核电站钢衬里内环的焊接质量控制[J].焊接技术,2016,45(12):85-89.

[2]别刚刚,程小华,许红梅.核电站钢衬里壁板安装脉冲TIG自动焊试验[J].焊接技术,2016,45(08):36-39+5.