核电厂堆芯测量系统中子通量导向管焊接返修

核电厂堆芯测量系统中子通量导向管焊接返修

唐宏伟李双波

中国中原对外工程有限公司北京100044

摘要：堆芯仪表系统中子通量测量管座与导向管是堆芯仪表系统的重要组成部分，位于反应堆压力容器底部，中子通量测量管座与导向管的焊缝是连接一回路系统压力边界的承压焊缝，质量要求高。本文主要对中子通量导向管焊接返修技术要点进行阐述和分析，并提出了返修注意事项和应关注的重点。

关键词：堆芯仪表系统；导向管；焊接

前言

核岛堆芯仪表系统的作用是测量堆芯内三维功率分布和每个燃料组件的燃耗，刻度堆外核测量系统（RPN）的功率测量通道，探测堆内异常状况及热点因子等。而堆芯仪表系统中子通量测量管座与导向管是堆芯仪表系统的重要组成部分，位于反应堆压力容器底部，中子通量测量管座与导向管的焊缝是连接一回路系统压力边界的承压焊缝。

1、概述

堆芯仪表系统中子通量测量管座与导向管是堆芯仪表系统的重要组成部分，位于反应堆压力容器底部，中子通量测量管座与导向管的焊缝是连接一回路系统压力边界的承压焊缝，质量要求高。本文主要对中子通量导向管焊接返修技术要点进行阐述和分析，并提出了返修注意事项和应关注的重点。

2、先决条件

2.1人员资格

1）焊工应按HAF603的规定取得相应的资格，对于导向管与管座的焊接返修，焊工应具有相对应的资格，并在有效期内；

2）无损检验人员应按HAF602的规定取得相应的资格，QC检查员应具有相应资质；

3）返修时，应由技术熟练经验丰富的焊工进行。

2.2母材焊材

母材指管座和导向管，母材验收合格，质量证明文件齐全，有效；焊材指ERNiCrFe7/Φ1.6mm（甲供），焊材材质证明文件、理化性能数据等资料齐全、有效。焊缝信息详见表1。

2.3施工机具及材料

导向管与管座现场焊接返修所用的工机具及计量器具处于可用状态，需标定的计量器具标定合格并在有效期内，且在使用过程中不应对母材造成污染。焊接返修时需除盐水循环冷却装置等专用工具。

消耗材料的使用不应对母材产生污染。不锈钢粘胶带的卤素和含硫量均小于0.10%（重量百分比），氯化物和氟化物的溶解过滤浸出量分别小于15ppm和10ppm。不锈钢砂轮应使用氧化铝基、不含铁。铁磁性物质成分≤0.08%。

2.4技术准备

1）焊接技术人员应能做好现场技术支持工作，包括对施工人员进行技术交底、核对是否按工艺卡选用对应焊接参数、跟踪落实方案在现场的具体实施、分析现场出现的各种问题；

2）所有参与现场中子通量导向管焊接返修等施工任务的人员需经过技术交底；

3）由QC人员和焊接工程师共同对挖除缺陷的操作做监督和指导，准确确认缺陷位置、挖除缺陷并控制挖除范围；

4）返修焊接工艺应严格按焊接数据包中导向管与管座焊接时使用的工艺要求执行；

5）相应的返修焊接控制单已正式发布生效。

2.5现场条件

1）作业区域已按照I级工作区的要求建立了清洁区；

2）设备、工机具、材料应摆放有序；

3）监控施工环境，确保焊接场所湿度不大于90%，环境温度大于-10℃，待焊件表面温度不小于+5℃，返修焊接时风速小于2m/s；

4）在焊接过程中，焊接作业平台上只保留1名焊工。避免其他因素（人员走动造成的震动、碰撞等）影响焊工正常的焊接工作，从而影响焊接质量；

5）作业区域相对密闭，在作业区域通过排气扇换气的方式，确保空气流通，避免因焊接活动所用氩气的沉积导致人员窒息；

6）现场应有充足的自然或人工照明。

3、缺陷挖凿及返修

3.1缺陷定位

根据RT结果确定缺陷位置，若RT检验不能对缺陷进行定位，则对有缺陷焊缝进行一次宏观金相腐蚀，确定焊缝边界。根据返修通知单确定缺陷所在横截面位置，并形成返修处理意见单。

3.2缺陷挖凿

1）确认需返修处理的焊缝；

2）若RT结果能确定缺陷位置，缺陷挖出时仅去除缺陷部分；若RT不能确定缺陷位置，则焊缝金属全部去除；

3）打磨过程中，应逐层向下打磨，尽量减少对母材的伤害；

4）焊缝缺陷位置打磨时，采用防火布包裹周围导向管；

5）由QC人员和焊接工程师共同对挖除缺陷操作做监督和指导，准确确认缺陷位置挖除缺陷并控制挖除范围；

6）挖除后的待焊表面应无尖角、毛刺、铁屑、油脂以及其它影响焊接质量的异物。

注：打磨去除缺陷后，若导向管能拔出，则按焊接施工方案中要求进行组对；若导向管不能拔出，待补焊表面检验完成后，进行第一层焊缝焊接。

3.3返修

1）安装外部水冷装置；

2）采用醋酸乙酯清洗待补焊位置；

3）内部充氩（高纯氩纯度≥99.999%）；

4）焊接第一层焊缝；

5）待补焊区域第一层焊接完成且焊缝完全冷却后安装内部水冷装置；

6）第一层焊接完成后进行目视检查和液体渗透检验；

7）焊接至100%；

8）焊接完成后，对焊缝表面进行打磨，打磨过程中应避免母材过热；

9）最终焊缝液体渗透检验；

10）最终焊缝射线检验。

4、返修过程注意事项

1）导向管与管座补焊时内外表面均采用除盐水循环冷却；

2）补焊过程中，焊工应对每条焊道进行自检，并由QC检查人员进行目视检查，如有影响后续焊道施焊的缺陷，应采用角向磨光机打磨除去；

3）焊工应在坡口内引弧，禁止在坡口邻近的母材表面上进行引弧和收弧；

4）每焊接完成一层焊缝以及最终焊缝，均需清理焊缝表面；

5）打磨时应采用不锈钢专用砂轮，避免出现过热。打磨后的焊缝表面应与母材表面平滑过渡；

6）起弧与收弧的地方应相互错开，避免重叠；7）在任何情况下，严禁（导向管、管座工件）与碳钢相互接触，严禁锤击焊缝；

5、返修后无损检验

5.1无损检验项目

1）待补焊区域：进行尺寸检查、外观检查和液体渗透检验（PT）；

2）补焊第一层焊道：进行目视检查（VT）和液体渗透检验（PT）；

3）最终焊缝：进行目视检查（VT）、液体渗透检验（PT）和射线检验（RT）。

说明：对焊缝进行射线检验时应使用射线检验专用工具─导向管/中子测量管座焊缝X-射线检验用垫片（RT补偿器）。

5.2无损检验验收准则

1）对待焊区域表面进行外观检查应符合RCC-MS7382的要求；

待补焊区域液体渗透检验应符合RCC-MS7715的要求；

2）第一层焊后进行液体渗透检查应符合RCCM-MS7714.1的要求；

3）焊缝表面目视和尺寸检查应符合RCC-MS7461和S7463的要求；

4）焊后焊缝液体渗透检查检验应符合RCC-MS7714.5.a）.3的要求；

5）最终焊缝射线检验应符合RCC-MS7741的要求。

6、总结

中子通量测量管座与导向管的焊缝是连接一回路系统压力边界的承压焊缝，质量要求高。中子通量导向管焊接返修时需重点从缺陷定位、缺陷挖凿、返修等方面进行关注和控制，以确保焊缝返修一次合格。

参考文献

[1]FQS-441000-JT2中子通量导向管、手动阀-密封组件及其支架的安装和焊接技术要求.

[2]压水堆核岛机械设备设计和建造规则（RCC-M2000版+2002补遗）.