核电汽轮机组低压内缸装焊设备监造及质量控制

时间：2024-05-19

曾申彪龙会松（国核示范电站有限责任公司，山东荣成 264300）

曾申彪龙会松
（国核示范电站有限责任公司，山东荣成 264300）

【摘要】核电汽轮机组低压内缸体积庞大，装焊复杂，制造难度大，投资成本高，为保证装焊质量，装焊出符合设计要求的低压内缸，各核电厂及监造单位对核电汽轮机组低压内缸装焊制造过程中的设备监造及质量控制提出了更高的要求。监造工程师应严格执行相关规范、标准、设计文件、合同，通过现场见证及巡检相结合的方式，落实监造工作的各项任务，顺利完成低压内缸装焊阶段的设备监造及质量控制。

【关键词】低压内缸装焊设备监造质量控制

核电汽轮机组低压内缸是大型的钢结构焊接部件，零部件数量多，结构复杂，主要由低压内缸筒体、垂直法兰、水平法兰、进汽管、排汽管、抽汽管、隔板持环、撑筋、筋板等组成。以低压内缸上半为例，结构简图见下图1。低压内缸装焊主要工艺流程：零件下料→装焊及焊接过程中的检验→完成装焊→热处理→焊缝检查→尺寸检查→喷丸→涂防锈油漆。

1 重视原材料的质量控制，从源头上控制装焊质量

低压内缸装焊前原材料质量控制的首要工作是落实材料的质量证明书和材料进厂后的复验报告是否合格有效，原材料的准备是开始装焊工作的先行环节，监造工程师应检查低压内缸承制单位是否安排了充足的原材料采购、生产周期，确保原材料及时的入厂、复验，原材料质量证明书及材料进厂后的复验报告所包含的检验项目应满足相应材料规范及采购合同的要求，避免遗漏必需的检验项目。若监造工程师发现原材料的外观形状、化学成分、性能试验等项目存在不合格项，应立即反馈，并要求制造厂及时处理。

2 严格控制下料阶段各零部件的外观尺寸

各零部件的尺寸、规格、表面质量等监督项目是低压内缸下料阶段质量控制的重要内容。低压内缸装焊是一个持续时间较长的制造环节，监造工程师应与制造厂勤联系、多配合，通过现场见证与巡检相结合的方式，有效地保证下料阶段各零部件的外观尺寸符合设计图纸的要求，对保证低压内缸的装焊质量打下坚实的基础。

3 重点控制低压内缸的装焊质量

低压内缸的装焊质量将影响低压内缸的刚度、强度以及汽轮机组运行的安全性和稳定性。监造工程师应当重视低压内缸装焊环节的焊接质量。

3.1 装焊前从人、机、料、法、环五个方面进行检查

人是决定装焊质量最关键的因素，装焊前应检查焊工资格证书是否在有效期内，考试项目与实际焊接项目是否相适应。若检查发现某焊工在证书有效期内中断焊接工作长达6个月以上，则该焊工不能进行该焊接项目的相关焊接工作。检查焊接设备的型号、电源极性是否符合工艺规范的要求，安全防护措施是否齐全。材料检查包括对焊剂、焊材、电极、保护气体及构成低压内缸装焊件各板材等进行检查，检查它们是否具备质量合格证书及入厂复验报告，质量合格证书及复验报告是否满足采购规范及材料规范的要求。检查制造厂的装焊技术文件是否完整，质量计划是否已批准，无损检验规程、焊接工艺规程、装焊工艺卡片是否已经得到工厂内部的批准，重点检查技术文件是否符合合同及所引用的法规、标准的要求。低压内缸的装焊过程全部在封闭的厂内完成，基本上不会受风、雨等恶劣天气的影响，焊接环境检查主要检查待装焊件的预热情况是否满足工艺规范的要求及检查焊材库的温度、湿度、焊条的烘干温度及保温温度是否满足焊材库的管理规定及焊材制造厂家推荐温度的要求，如发现焊材的保温温度在焊材制造厂家推荐的保温温度范围之外时，应当要求制造厂澄清。

3.2 装焊过程中的检查

低压内缸主要采用熔化极气体保护焊进行焊接，监造工程师应当重点检查焊接过程中的焊接电流、电压、保护气体流量、焊接速度、预热温度及层间温度是否满足焊接工艺规程的要求。全焊透焊缝在大坡口侧施焊几层后，监造工程师应检查制造厂在小坡口侧是否用砂轮清根，清根打磨后磁粉探伤是否合格，若未清根或探伤不合格，则制造厂不能进行后续焊接。监造工程师巡检过程中应注意检查单面焊缝背面是否进行了封底焊接。焊接过程中监造工程师应督促焊接工人及时清理、修磨焊缝表面的飞溅、咬边、焊渣等缺陷。工艺拉筋是减少焊接变形的重要工装，监造工程师见证装焊见证点及平时的巡检过程中重点检查工艺拉筋的布置是否符合图纸及装焊工艺卡片的要求。对装焊过程中配割的零件，应检查割口是否打磨平滑。监造工程师巡检过程中应审查焊接记录是否填写规范，焊接实际参数是否在焊接工艺要求范围之内。

核电汽轮机组低压内缸装焊焊接量大，为了缩短装焊工期，制造厂采取三班倒制度进行装焊工作。仅依靠监造工程师见证及巡检来控制设备质量是不够的，在取得制造厂同意的情况下，监造工程师可参加装焊班组的班前会，检查制造厂在实施装焊之前交底是否全面，施焊焊工是否领会了焊接工艺规程及装焊工艺卡片的要求。要求制造厂严格进行过程控制，特别是晚班装焊过程的质量控制，每道焊缝焊接完成之后都要求制造厂进行自检，自检合格后由装焊班组班长进行检查，检查合格之后再由制造厂质保部门专检，每一道工序合格后才能进行下一道工序。

3.3 焊接后的检查

磁粉探伤主要检查焊缝表面缺陷：制造厂一般选用磁轭法对焊缝进行检查，监造工程师见证过程应重点检查磁轭提升力及灵敏度、磁化方法和探测介质、焊缝表面粗糙度、光照度强度等是否满足磁粉探伤规程的要求。

超声波探伤主要检查焊缝内部缺陷，对于厚度介于 6～50mm之间的全熔化焊T型焊接接头的低压内缸组焊焊缝，超声波探伤应符合JB/T 4730《承压设备无损检测》的要求，超声波探伤过程中监督注意事项如下：

检测方式的选用：根据焊接接头的结构形式，T型焊接接头的检测有如下三种检测方式，可选择其中一种或几种方式组合对焊缝实施检测。检测方式选择应由设计方制定。

（1）应当用斜探头从翼板外侧用直射法进行探伤；如图2位置1，图3位置1，图4位置1；（2）应当用斜探头从腹板一侧用直射法或一次反射法进行探伤；如图2位置2和位置4，图3位置2和位置4，图4位置2和位置4；（3）应当用直探头或双晶直探头及斜探头从翼板外侧沿焊接接头探伤；见图2位置3，图3位置3，图4位置3。

监造工程师检查制造厂对缺陷进行的等级评定是否均以腹板厚度为准。监造工程师应检查探伤人员对缺陷判定的准确性，如相邻两缺陷在一直线上，并且它们之间的间距小于其中较小的缺陷长度时，应当作为一条缺陷记录，两缺陷长度之和作为指示长度，但是缺陷之间的间距不计入缺陷长度。

目视检查：监造工程师在对低压内缸装焊件进行目视检查时，应重点检查焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹等表面缺陷，水平法兰装焊后是否产生裂纹，检查进汽接管部位焊接是否对称、是否发成倾斜，低压内缸整体尺寸是否发生收缩，筋板各档之间是否扭曲、偏斜，垂直法兰中间部位是否有外张变形。低压内缸装焊后的清洁度应符合JB/T4058《汽轮机清洁度》的要求。