【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0優(yōu)15優(yōu)20優(yōu)15K優(yōu)20K優(yōu)15лA類C235A類C245A類C255 碳鋼的焊接工藝特點(diǎn)上述碳鋼的牌號(hào)不論是普通碳素鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼，含碳量及合金元素低，對(duì)有害元素的含量控制嚴(yán)格，焊接性能比其它類型的鋼好。 焊接具有以下特點(diǎn)：1） 可裝配成各種不同接頭，適應(yīng)各種不同位置施焊，且焊接工藝和操作技術(shù)比較簡(jiǎn)單，容易掌握；2） 焊前不需預(yù)熱。但對(duì)核島安裝工程焊接接頭，按俄方設(shè)計(jì)要求和質(zhì)保要求，核電站設(shè)計(jì)按40年運(yùn)行，考慮到焊接接頭承受各種應(yīng)力（機(jī)械熱應(yīng)力、腐蝕應(yīng)力），特別是對(duì)于輻照的接頭，引起脆化等，應(yīng)按пHAэг700989,核動(dòng)力裝置的設(shè)備和管道焊接和堆焊的基本規(guī)則第六章有關(guān)規(guī)定執(zhí)行(詳見(jiàn)程序LYGTM2069)；3） 塑性好,焊縫產(chǎn)生裂紋和氣孔的傾向小，可制造大型的構(gòu)件及受壓容器，核電工程用它預(yù)制支架、管道、通風(fēng)管及貯罐；4） 對(duì)焊接電源沒(méi)有特殊性要求。交直流電焊機(jī)都可以焊接，核電工程對(duì)碳鋼的焊接接頭都選用堿性焊條，只能選用直流電焊機(jī)；5） 焊接熔池可能受到空氣中氧和氮的侵襲，使焊縫金屬氧化和氮化。焊縫中有氧化亞鐵存在，可能引起熱裂紋。但核電工程選材上特別重視選用抗裂性能好的堿性焊條。在技術(shù)上，采取較可靠的焊接方法和工藝，從事核電建設(shè)的焊工都要經(jīng)嚴(yán)格的培訓(xùn)取證才能上崗。6） 焊接方法：對(duì)于低碳鋼而言采用任何熔化焊的焊接方法都能滿足性能的要求，在核電工程選用的焊接方法有：手工鎢極氬弧焊、手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、電渣焊、CO2氣體保護(hù)焊。（二）Ⅱ類 低合金鋼（硅錳鋼）的焊接 最小屈服強(qiáng)度σs＞300Mpa低合金鋼是在碳素鋼基礎(chǔ)上加入一定量合金元素的鋼稱合金鋼。其合金元素的含量一般不超過(guò)5%，以提高鋼的強(qiáng)度并保證其具有一定的塑性和韌性，或使鋼具有某種特殊性能，如耐低合金鋼，可分為高強(qiáng)鋼、低溫用鋼、耐腐蝕鋼及珠光體耐熱鋼四種。本章結(jié)合田灣核電站的具體情況只介紹硅錳鋼的焊接。田灣核電站安裝工程常見(jiàn)硅錳鋼的牌號(hào)有：俄方鋼材牌號(hào)：09г2C、15гC、16гC、20гCл中國(guó)鋼材牌號(hào)：16Mn、16MnR、16MnHR、20MnHR上述鋼材牌號(hào)的化學(xué)成份：質(zhì)量分?jǐn)?shù)%鋼號(hào)化學(xué)成分 質(zhì)量分?jǐn)?shù)%力學(xué)性能CSiMnP≤SCrNiCu其它σnσsδ5%Αk/Jcm2≤09г151616Mn16MnR硅錳鋼的焊接工藝特點(diǎn)：這類鋼的共同特點(diǎn)是焊縫熱影響區(qū)具有不同程度的淬硬傾向，焊縫和熱影響對(duì)冷裂紋都比較敏感。含碳量和合金元素的含量愈高，熱影響區(qū)的淬硬傾向就愈大，同時(shí)金相組織中馬氏體成分所占比例就愈多，馬氏體是一種硬而脆的組織，不僅對(duì)冷裂紋敏感，而且也降低金屬韌性。因此在擬定低合金高強(qiáng)鋼的焊接工藝時(shí)，應(yīng)以防止接頭各區(qū)域馬氏體組織和冷裂紋形成為基本出發(fā)點(diǎn)。首先應(yīng)是采取預(yù)熱，降低焊縫和熱影響區(qū)的冷卻速度。其次是建立低氫的焊接條件，包括采用低氫焊接材料，焊條按規(guī)定的規(guī)范烘干，去除焊接區(qū)和焊絲表面的油垢和水分等。然后是采取保持層間溫度并進(jìn)行后熱或焊后消氫處理等工藝措施。低合金高強(qiáng)鋼焊接中的另一個(gè)困難是接頭熱影響區(qū)由于淬硬而變脆，塑性和韌性明顯下降。鋼材的強(qiáng)度愈高這種傾向愈嚴(yán)重。為確保高強(qiáng)度鋼焊接接頭的塑性和韌性，除了采用低氫型焊接材料之外，必須注意正確選擇焊接熱輸入量。對(duì)于超過(guò)一定厚度的低合金高強(qiáng)度鋼接頭必須采用焊前預(yù)熱\焊后熱處理，降低接頭熱影響區(qū)的硬度，提高塑性和韌性。例如 16Mn厚度≥30mm采用手工電弧焊工藝時(shí)焊前應(yīng)預(yù)熱到1001200C即可，焊接工作結(jié)束后，在6006500C溫度范圍內(nèi)作消除應(yīng)力處理。對(duì)于俄方牌號(hào)的硅錳鋼應(yīng)按пHAэг700989，核動(dòng)力裝置的設(shè)備和管道焊接和堆焊的基本規(guī)則第六章有關(guān)規(guī)定執(zhí)行（詳見(jiàn)程序LYGTM2069）（三）不銹鋼1． 核島安裝中常用的不銹鋼牌號(hào)俄方牌號(hào)有08х18H10 08х18H9 08х18H10T 10х18H10T 　　　09х18H10T等。ГOCT標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼的鋼號(hào)化學(xué)成分鋼材牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）CSiMnP≤S≤CrNiMoWTiГOCT標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼鐵的熱處理及力學(xué)性能鋼材牌號(hào)熱處理σb/MPaσs/MPaδ%φ%ακJ cmEMPa硬度HBS奧氏體型2． 不銹鋼的焊接工藝特點(diǎn)：在不銹鋼的焊接中，絕大部分都是奧氏體，不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能，高溫性能和焊接性能，如果焊材選用不當(dāng)或者焊接工藝不正確也會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題：晶間腐蝕它是188型奧氏體鋼（如1Cr18Ni9）最危險(xiǎn)的破壞形式之一。室溫下碳元素在氏體中的溶解度很小，%,%，因此只能在淬火狀態(tài)下使碳溶在奧氏體中，從而保證鋼材具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。但是，這種淬火狀態(tài)的奧氏體鋼是加熱到4500C8500C或在該溫度下長(zhǎng)期使用時(shí)，就會(huì)在腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。奧氏體鋼產(chǎn)生晶間腐蝕一般認(rèn)為是由于晶粒邊界形成貧鉻區(qū)造成的。其原因是在4500C8500C溫度下，碳在奧氏體中擴(kuò)散速度大于鉻在奧氏體中的擴(kuò)散速度。當(dāng)奧氏體中含碳量超過(guò)它在室溫的溶解度（%）后，碳就不斷向奧氏體邊界擴(kuò)散，并和鉻化合析出碳化鉻Cr2C6，但是鉻的質(zhì)子半徑大，擴(kuò)散速度慢，來(lái)不及向邊界擴(kuò)散，當(dāng)晶界附近大量的鉻和碳化合成碳化鉻造成奧氏體晶界貧鉻，當(dāng)晶界附近的金屬含鉻量低于12%時(shí)就失去抗腐蝕的能力。在晶間腐蝕介質(zhì)的作用即產(chǎn)生晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼在焊接工藝不當(dāng)時(shí)會(huì)在焊縫和熱影響區(qū)造成晶間腐蝕，因此在焊接工藝上應(yīng)采取下列措施：1． 控制含碳量。碳是造成晶間腐蝕的主要元素，%以下時(shí)，能夠析出碳的含量較少，%時(shí)，能夠析出碳的量增加，%以下。如奧10137田灣核電站選用的焊條эA400/10T，焊絲CB04X19H11M3，都是超低碳焊材等，—%時(shí)，則全部碳溶解在奧氏體中，即便加熱4500C—8500C也不會(huì)形成貧鉻區(qū)，故不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。通常所說(shuō)的超低碳不銹鋼，如國(guó)產(chǎn)不銹鋼牌號(hào)00Cr18Ni9，俄方不銹鋼牌號(hào)03X18H106X18H103X18H108X18H10等。2． 添加穩(wěn)定劑。在鋼材和焊材中加Ti、Nb等與碳的親和力比鉻強(qiáng)的元素能夠與碳結(jié)合成穩(wěn)定碳化物，從而避免在奧氏體晶界造成貧鉻對(duì)抗晶間腐蝕能力起十分良好的作用，常用的不銹鋼材和焊材都含有Ti和Nb。3． 進(jìn)行固溶處理。將焊接接頭進(jìn)行固溶處理。方法是在焊后把接頭加入到1050—11000C，此時(shí)碳又重新落入奧氏體中然后迅速，穩(wěn)定奧氏體組織。4． 采用雙相組織，在焊縫中加入鐵素體形成元素，如鉻、鋁、硅、鉬等以使焊縫造成奧氏體加鐵素體的雙相組織。因?yàn)殂t在鐵素體中擴(kuò)散速度比奧氏體中快，碳化鉻在鐵素體內(nèi)部其附近析出減輕了奧氏體晶界的貧鉻現(xiàn)象。一般控制焊縫金屬中鐵素體含量2—8%，如果鐵素體過(guò)多也會(huì)使焊縫金屬變脆。5． 減少焊接熱輸入。在焊接工藝方面，在保證焊縫熔合良好的前提下，盡可能采用小的焊接電流，快的焊接速度，短弧多道焊，先焊一層后，完全冷卻后在焊下一層，也就是層間溫度的控制。田灣核電站安裝工程不銹鋼的焊接工藝要求層間溫度低于1000C，一般焊工施焊過(guò)程中，不銹鋼焊接層間溫度都控制在600C以下（手能摸，再焊下一層）。此外還必須注意焊接次序，盡量不使它受重復(fù)熱循環(huán)作用，另外應(yīng)注意避免焊接接頭過(guò)熱（例如：打磨焊縫過(guò)熱發(fā)蘭色），用大規(guī)范，焊條尾部發(fā)紅，一些有用的保護(hù)成份過(guò)早揮發(fā)，合金元素?zé)龘p，也容易形成焊接缺陷。第五章 核島安裝使用的焊接材料一、焊材牌號(hào)及種類（田灣核電站核島系統(tǒng)所使用焊接材料） 名稱 牌號(hào) 規(guī)格 用途 碳鋼焊絲 CB08М2C φ1mm、2mm 碳鋼構(gòu)件，風(fēng)管、管道、預(yù) H08Mn2Si φ1mm、2mm 制安裝TIG焊接 碳鋼焊條YOHии13/45 、3mm、4mm、5mm碳鋼構(gòu)件，風(fēng)管、管道、J427 、3mm 預(yù)制安裝SMAW的焊接 YOHии13/55 φ3mm、4mm、5mmJ567 、3mm、4mmпT30 φ3mm、4mm 主管道填充蓋面焊接R307 φ3mm、4mm 模擬主管道焊接填充蓋面 堆焊過(guò)渡層焊條 цл–25/1 φ3mm、4mm 主管道堆焊過(guò)渡層 A307 φ3mm、4mm 模擬主管道堆焊過(guò)渡層 堆焊焊條 эA898/21E φ3mm、4mm 主管道堆焊 A002 φ3mm、4mm 模擬主管道堆焊焊條 不銹鋼焊條 цл51 φ3mm、4mm 主泵殼與主管道連接接頭焊接(馬氏體) G217 φ3mm、4mm 模擬主泵殼與主管道連接接頭焊接 不銹鋼焊絲 CB04X19H11M3φ1mm、3mm 不銹鋼構(gòu)件及管道焊接 不銹鋼焊條 эA–400/10T φ3mm、4mm эA400/10T φ3mm、4mm A137 異種鋼焊絲 CB10X16H25AM6 、2mm用于碳鋼加不銹鋼構(gòu)件管道焊接焊條 эA395/9 φ3mm、4mm二．焊材的管理焊接材料管理是保證焊接質(zhì)量的前提之一，錯(cuò)用焊材會(huì)造成潛伏的不合格焊縫，而給工程留下質(zhì)量隱患，甚至導(dǎo)致核電站運(yùn)行期間重大事故發(fā)生。焊材管理主要從兩方面入手：1）外部保證：從外部采購(gòu)的焊材必須按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收試驗(yàn)合格方可入庫(kù)。2）內(nèi)部控制：嚴(yán)格按程序要求存放烘干，保溫及發(fā)放。（1） 焊材的驗(yàn)收 技術(shù)部培訓(xùn)室對(duì)于俄方采購(gòu)的焊材依據(jù)пHAэг701089核動(dòng)力裝置和管道焊接接頭和檢驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)。我國(guó)的焊材依據(jù)LYGTM2163焊接填充材料驗(yàn)收進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，證明其質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，方可入庫(kù)，以保證現(xiàn)場(chǎng)使用的成批焊材具有穩(wěn)定的質(zhì)量。（2） 存放 焊材存放的基本要求是使焊材要保持原有的性能。因此要求存放焊材的貯存室內(nèi)要配置空調(diào)、除濕機(jī)，室內(nèi)不允許放置食物或飲料，烘干室的環(huán)境應(yīng)保持清潔衛(wèi)生，未經(jīng)過(guò)授權(quán)人員不得進(jìn)入。焊材只能以原始未拆封形式存放在烘干室的貨架上，貨架要求離地面高度不小于300mm，離墻壁距離不小于300mm，每一種批號(hào)要用隔板隔開(kāi)或留有足夠的間隙間隔，并用標(biāo)簽注明型號(hào)、規(guī)格、批號(hào)和有效期。（3） 烘干和保溫烘干員在烘干室中對(duì)申請(qǐng)使用的焊接材料進(jìn)行烘焙。烘干員除去焊條原始包裝，然后放進(jìn)烘干箱并在烘箱門上貼上標(biāo)簽，注明該烘箱每一隔層放置的焊材。標(biāo)簽應(yīng)指明焊材的型號(hào)或牌號(hào)、規(guī)格、批號(hào)、用途，烘箱在同一時(shí)間內(nèi)只允許放入同一牌號(hào)的焊條。每一格層只允許放一種規(guī)格的焊條。烘干員對(duì)每種牌號(hào)的焊條進(jìn)行烘干時(shí)，必須根據(jù)技術(shù)部門編制的程序或指示書規(guī)定的溫度進(jìn)行烘干。指示書應(yīng)放在烘干室內(nèi)。烘干員應(yīng)按程序要求及時(shí)做好烘干記錄。烘干記錄內(nèi)容包括焊條牌號(hào)、規(guī)格、批號(hào)、數(shù)量、實(shí)際烘焙溫度，開(kāi)始和終止烘焙時(shí)間及烘干次數(shù)。烘干溫度的測(cè)量是用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的自動(dòng)控制測(cè)量裝置，或用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的手提測(cè)量溫度表進(jìn)行測(cè)量。每隔30分鐘測(cè)量并記錄一次，烘干時(shí)間達(dá)到程序或指示書所規(guī)定的最小值和最大值范圍內(nèi)，但如果屬于同一類型（碳鋼或不銹鋼）的兩種牌號(hào)的焊條，保溫溫度要求近似，則這種焊條分別置于不同隔層，可以放在同一保溫箱中，每一格層只允許放入一種規(guī)格的焊條。保溫溫度是技術(shù)部編制的程序或指示書規(guī)定的溫度進(jìn)行保溫。實(shí)際保溫溫度的測(cè)量是用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的自動(dòng)控制和測(cè)量裝置或是用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的手提測(cè)量溫度表進(jìn)行測(cè)量，每隔2小時(shí)測(cè)量并記錄一次。烘干員應(yīng)按要求及時(shí)做好保溫記錄。記錄包括焊接材料放入和取出保溫箱的日期和時(shí)間、保溫溫度。對(duì)于兩種焊條同處于保溫箱的情況，實(shí)際溫度應(yīng)控制在共同允許的溫度范圍內(nèi)。保溫時(shí)間達(dá)到最長(zhǎng)時(shí)間極限前或者保溫溫度降到最小溫度界限前，烘干員應(yīng)取出焊條或者發(fā)放出去立即使用或者降級(jí)使用。用于評(píng)定的焊條只允許重復(fù)烘干一次。（4） 焊材的發(fā)放 焊工需領(lǐng)取焊條或焊絲時(shí)，烘干員應(yīng)在焊條/焊絲發(fā)放記錄表上作記錄，并由領(lǐng)取人簽名。發(fā)放記