核电站核级冷凝罐不合格焊缝处理与研究

摘 要： CPR1000机组现场使用的仪表二次设计用的冷凝罐和集液罐等，都是江苏无锡西塘厂家生产，其具备核级生产资质。其生产的核级冷凝罐上游BOSS头处承插焊的焊缝，需要的资质跟非核级冷凝罐需要的焊接资质不同。由于所有项目均是采用西塘的冷凝罐，导致所有CPR1000机组的冷凝罐都需要返焊处理，现场根据机组运行情况提票进行了焊缝的返修，主要采用掏空BOSS头后重新用有资质的焊工焊接的方法。由于西塘冷凝罐的返焊处理为所有项目的首次处理，面临着无经验可借鉴，施工周期短，对焊工资质要求高，且施工位置在反应堆旁，破口打磨等都有可能将异物带入反应堆，其防异物工作难度大。此次处理的施工方案和施工方案全部是首次编写，承包商有多家，接口多，协调难度大。涉及的系统大部分为导致跳堆的重要敏感系统，施工要求高，施工风险大。最终，成功克服上述困难，顺利完成无锡西塘核级冷凝罐的焊缝返修处理，为后续项目的处理有了重要的参考经验。

关键词： 焊缝返修；焊工资质；应力处理；打磨切割；质量控制

【中图分类号】 TE972 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）09-0196-02

一、背景概述：

CPR1000机组核级设备测温、测压、测流量仪表二次设计中，所使用的冷凝罐为无锡西塘生产的核级Q1级设备。Y4机组汽轮机高中压缸主进气管道共有4条，其下游连接4个压力变送器（4GRE022/023/024/044MP），现场用来检测汽轮机高中压缸的进气压力。在汽轮机启动阶段，仪表管内会有高温高压蒸汽通过，高温高压的蒸汽通过仪表管进入到冷凝罐内。由于进气主管道振动很大且冷凝罐内的压力越来越高，如果冷凝罐焊缝不合格，如有沙眼、气孔、裂纹等缺陷，水蒸气会逐渐渗漏出来，在渗出口液化，成为小水滴。

出现渗水事件后，进行原因分析，经过查询上游施工过程中的图纸文件，找出相关的SATED图和现场照片如下：

二、焊縫质量问题的研究及处理

1、上游制造文件的分析。

经过EM9的SATED图分析，图纸上无焊口号，判断现场并未进行施焊，上述承插焊的焊缝为厂家焊缝。供应商为无锡西塘核设备有限公司。经过查询，厂家具有核级设备生产资质，且所有的材料符合设计要求（有证明文件）如下所示：

通过上游的技术文件分析，制造方面许可和文件不存在问题。

2、制造材料的分析。

通过制造文件分析无果的情况下，接下来需要从材料本身进行质量问题的分析，相应的材料清单可通过EOMM和EOMR进行查询，如下所示：

通过材料清单进行分析，其对应的每种规格的材质都有相应的附件报告，且附件报告监测合格，证明其材料符合质量要求。

3、施工过程文件分析。

首先对供应商完工报告进行检查，根据焊接特点，主要检查如下内容：1）焊接工艺指导书2）焊接工艺评定3）焊接工艺卡、4）焊缝布置图。主要内容如下图所示：

焊接工艺评定报告为焊接工艺指导书的依据文件，对焊接供应评定报告主要进行如下五个维度的分析：

1）焊接方法2）母材材质3）焊后热处理4）保护气体

焊接工艺指导书为具体指导焊工进行焊接的文件，可以由焊工根据焊接工艺指导书来完成焊接工艺卡的编写，从而完成现场实际焊接工作，其主要从如下几个维度来分析：

1）焊接方法2）坡口形式3）母材材质与钢号4）焊接的厚度范围

通过以上文件分析，发现施工过程文件并无问题，且厂家对质量的控制还是很严谨的。

4、对焊工资质的分析.

通过以上文件的分析，发现供应商的质量控制文件体系并没有问题，于是需要对生产要素中最重要的人进行重点分析，人机料法环是我们进行工程质量分析经常使用的手段，其中人的作用又是最重要的。根据其焊缝布置图进行焊工持证项目的分析

最终在审核焊工资质时，发现供应商的施焊人员的持证项目所含资质，不具备相应的核级插套焊的资质。

5、对焊缝不合格的处理

5.1有缺陷焊缝的数量统计。

为了彻底完成缺陷焊缝的处理，我们针对所有无锡西塘供货的阳江3、4号机组LOT101Dc的冷凝罐进行彻底梳理，根据各仪表流程图和其对应的SATED图，统计到西塘供货的所有冷凝罐如下：

通过以上分析，我们发现有些冷凝罐和储气罐不是Q1级的，所以不适用于上述核级焊工资质要求，需要区别对待。经过对每个罐子的仔细核对和大量的数据统计，总结如下：

1、核级设备且为Q1级的焊缝需要具有相应资质的人员才可以焊接，但是西塘厂家的焊工并无此资质，由此判定所有Q1级的焊缝不合格；

2、其中，只有1KL11/1KL12/1KL13/1KL14有厂家自带焊缝，为不合格产品，其余的冷凝罐制作过程满足要求；

3、四种冷凝罐有三种焊接形式，现场的处理方案根据冷凝罐不同，处理方式和处理方案并不相同；

5.2处理方案的确定与分析

针对1KL11/1KL12/1KL13/1KL14四种冷凝罐，我们进行了缺陷焊缝的分析：

其中，标红色的部分是缺陷焊缝。经过各板块和供应商开会讨论，确定如下处理方案：需要进行焊口的打磨掏口并重新用有资质的焊工进行重新焊接。

5.4现场处理工序如下：

5.5现场处理过程中的衍生问题的处理。

在处理过程中，其它项目传来经验反馈，由于冷凝罐有应力，导致冷凝罐出口的仪表管在长期运行下崩断，发生质量事件。本着一次把事情做好的原则，对所有的冷凝罐又进行了应力检查，相应的工作要求如下：

1）松开冷凝罐的卡箍，看看冷凝罐是否有明显的上下偏移（Y轴方向）和前后偏移（X轴方向）以及冷凝罐的上翘（Y轴方向）

2）如果有上翘，则需要进行调整，用千斤顶或倒链进行处理，倒链的悬挂点（受力点）在SG的第三层的钢格栅上，受力点在仪表管上（规格型号：26.7*5.56），慢慢调整，直到合格为止；

3）如果有前后的偏移，同样用倒链进行处理，同样调整一次阀后的仪表管（规格型号：26.7*5.56），进行微调直到应力消除；

4）调整完后，需要用水平尺对仪表管的坡度进行测量，满足仪表的坡度要求（不小于2%），现场处理过程中，有出现倒坡现象。

5）调整完后，用水平尺检查水平度、坡度的要求，全部满足要求，则工作结束，否则重新调整。

四、实施效果分析

1、在冷凝罐焊缝处理的过程中，主动发现并解决了冷凝罐应力的问题，并发明了一个专用工具，专门用来调整冷凝罐应力。跟以往的千斤顶和倒链的处理方式相比，具有占用空间小，效率高，操作方便、安全无风险等特点。

2、完成了3、4号机组的所有西塘冷凝罐的处理，不合格焊缝经过探伤，全部合格，给机组的安全稳定运行提供了最大的保障；

五：结论

实践证明，CPR1000机组西塘冷凝管的焊缝处理，作为一个隐蔽的隐患，发现的越早，对后续机组的稳定运行越有利，阳江西塘冷凝罐焊缝缺陷的发现和处理，为其它项目问题的处理带了丰富的经验。也为后续供应商制造质量的提高起到了很大的促进作用。

参考文献

[1] 压水堆核电厂核岛设计[M]. 北京：原子能出版社，2010

[2] 《第三代压水堆核电站》 中广核工程有限公司 工程培训中心

[3] 建筑施工手册（第四版）编写组，《建筑施工手册》，中国建筑工业出版社，2003年

[4] AREVA SERRANO Sylvain

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