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窄间隙钨极氩弧焊在核电站常规岛中的应用

日期:2015-5-19 13:11:35   浏览次数:

  在核电建设中,施工质量、工期、成本及安全,是整个安装工作中的四大主要矛盾体及统一体,而焊接又是贯穿于整个施工过程中的一项极为重要的工作。无论是在标准执行的技术管理还是在施工成本管理方面,如何在施工中保证焊接质量、减少返修、降低劳动强度,从而缩短施工工期、提高公司核心技术竞争力,是从事核电工程建设的焊接工程技术人员必须加以考虑的一项重要工作。

  核电常规岛存在大量大口径厚壁管道,主要存在于主蒸汽系统MSS、主给水和启动给水系统FWS,部分焊口统计见表1,这就保证了窄间隙TIG在核电常规岛项目可以有所为。目前,针对现场常规岛大口径厚壁管道的焊接,采用手工焊的方式,氩弧焊打底,手工电弧焊填充、盖面。产品质量严重受限焊工技能及主动性,并且效率低下,进度控制存风险。自2011年,宁德核电站1号机组主管道焊接引进自动焊技术,窄间隙自动焊技术在福清、方家山、三门、海阳等核电站核岛主管道施工中取得良好实践效果,本文主要探讨自动焊在常规岛的应用。

  窄间隙自动焊对比

  窄间隙自动焊,是大厚度钢管或钢板采用狭窄坡口进行自动化焊接的一种工艺方法。相比于一般工艺,窄间隙自动焊具有明显优势,主要表现在:一是线能量小,HAZ小,组织细小,焊接参与应力、应变低,接头机械性能优良;二是坡口断面小,可以很大程度减少填充焊材和焊接时间,有效节约成本、提高效率。

  目前比较常用的窄间隙焊接方法有:窄间隙埋弧焊(N-SAW)、窄间隙钨极氩弧焊(N-TIG)、窄间隙熔化极气体保护焊(N-GMAW)等。

  窄间隙埋弧焊(N-SAW),是利用窄间隙坡口,将电弧掩埋在颗粒状焊剂下面进行焊接的一种焊接方法。N-SAW主要用于水平面焊缝的焊接,熔敷效率快,同时,由于焊剂和熔渣的隔热作用,电弧的热辐射散失少,热效率高,焊缝质量优良。但由于窄间隙焊接的焊缝坡口窄,焊渣不易脱落,需要焊剂具有良好的脱渣性。

  窄间隙钨极氩弧焊(N-TIG),是利用窄间隙坡口进行的高纯度惰性气体保护的钨极保护焊。N-TIG适用于全位置,并遗传了TIG焊接质量好、可控参数多、使用焊材广等优点。目前是焊接质量最可靠的工艺之一。

  窄间隙熔化极气体保护焊(N-GMAW), 是利用窄间隙坡口,采用富氩混合气体保护、以焊丝作为电极的一种焊接方法。具有以下特点:

  (1)N-GMAW可以方便地进行各种位置的焊接,操作更容易,作业效率更高,N-GMAW焊接速度、熔敷率、线能量均优于N-TIG。

  (2)采用新技术后,能够很大程度地克服N-GMAW先天缺陷。利用表面张力过渡技术,飞溅率非常低;采用特殊的焊丝弯曲结构后,解决了坡口侧壁的熔透问题等。

  (3)N-GMAW热输入能量范围宽,理论上适焊厚度没有限制,各窄间隙焊接热输入量对比见表3。加之N-GMAW焊接不需特殊焊丝,是目前应用最广泛的焊接方式。


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