[發(fā)明專利]一種用于管道維修的自動(dòng)回火堆焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710494936.8
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN107186317B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉義海;王建;羅緒珍;王曉敏;王理;付榮真;胡建群;李紅軍;何子昂;薛敬凱;林方強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): B23K9/04
• 分類號(hào): B23K9/04;B23P6/04;B23K101/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 馮龍

本發(fā)明公開了一種用于管道維修的自動(dòng)回火堆焊方法，包括步驟：步驟1，回火堆焊層焊接：在異種金屬接頭需維修管道環(huán)面焊接回火堆焊層，所述回火堆焊層焊接采用先焊接層方式焊接，再道間搭接方式焊接；步驟2，過渡堆焊層焊接：過渡堆焊層是通過焊接的方式堆焊在回火堆焊層上；步驟3，補(bǔ)強(qiáng)回火焊道焊接：對回火堆焊層和渡堆焊層兩端部進(jìn)行回火焊接；步驟4，打磨：焊接完成后，將補(bǔ)強(qiáng)焊縫打磨至規(guī)定要求的尺寸。一方面是可有效改善核動(dòng)力裝置異種金屬接頭低合金鋼側(cè)熱影響區(qū)組織及性能，實(shí)現(xiàn)了堆焊維修后不進(jìn)行焊后熱處理；另一方面，設(shè)計(jì)的補(bǔ)強(qiáng)焊縫結(jié)構(gòu)型式不僅能夠增強(qiáng)工件兩端回火效果，還有效地降低了完工焊縫打磨工作量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于管道維修的自動(dòng)回火堆焊方法。

背景技術(shù)

穩(wěn)壓器是核電站五大主設(shè)備之一。穩(wěn)壓器安全端焊縫是連接穩(wěn)壓器與接管的一回路壓力邊界。早期核電站穩(wěn)壓器安全端接管的異種金屬焊縫大量采用了Inconel-600材料。國內(nèi)外核電站在Inconel-600鎳基合金使用中發(fā)現(xiàn)，該合金材料在一回路高純水中對SCC有較高的敏感性；同時(shí)大量國外核電站維修案例表明，在核電站壽命期內(nèi)Inconel-600異種金屬焊縫容易出現(xiàn)開裂失效現(xiàn)象。我國秦山320MWe機(jī)組穩(wěn)壓器安全端結(jié)構(gòu)與國外維修的結(jié)構(gòu)類似，將可能會(huì)面臨同樣的Inconel-600合金焊縫開裂失效問題。

針對Inconel-600合金材料出現(xiàn)腐蝕泄露的問題，國外一般是在失效管道焊縫上堆焊一定厚度和寬度的堆焊層進(jìn)行密封處理，形成新的壓力邊界，使局部出現(xiàn)環(huán)形裂紋的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，防止該處缺陷出現(xiàn)泄露。但在維修堆焊過程中，低合金鋼焊接熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生不良淬火組織，如馬氏體、魏氏體等，但核島的現(xiàn)場條件往往不允許采用熱處理方式進(jìn)行改善熱影響區(qū)組織。回火焊道焊接技術(shù)是通過后續(xù)焊道對前焊道熱影響區(qū)起到的回火作用，可有效改善低合金鋼熱影響區(qū)組織。

正因回火焊道焊接技術(shù)優(yōu)勢，其廣泛應(yīng)用于核電焊接維修已成主要趨勢。

因此，從上世紀(jì)八十年代起國際核電行業(yè)巨頭如FRAMATOME、WESTINGHOUSE、AREVA、WSI等在回火焊接維修技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用方面投入了大量的研究，取得了豐富的成果，形成了一系列回火焊接維修技術(shù)體系。鑒于此，美國ASME標(biāo)準(zhǔn)也將回火焊接技術(shù)部分納入到標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)。ASME標(biāo)準(zhǔn)體系中Code Case740-1中提出了回火焊道焊接工藝相關(guān)要求，如：焊接線能量不大于1.8KJ/m，層間溫度不高于66℃。如圖1所示ASME標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于回火焊道搭接結(jié)構(gòu)是由1.回火焊道；2.母材；3.上一焊道；4.下一焊道四個(gè)部分組成。

在國內(nèi)外管道維修方面，美國WSI公司是最早設(shè)計(jì)、應(yīng)用回火焊道堆焊工藝技術(shù)，其針對設(shè)計(jì)的堆焊層工藝結(jié)構(gòu)，配套研發(fā)了一套回火焊接工藝技術(shù)，早在上世紀(jì)已成功應(yīng)用于核電站穩(wěn)壓器安全端接管堆焊維修，實(shí)踐證明采用該回火焊接工藝技術(shù)獲得的堆焊層質(zhì)量、安全可靠。

如圖2所示的是WSI研發(fā)的回火堆焊工藝結(jié)構(gòu)。其工藝要求如下：

回火堆焊層間搭接尺寸S為0.08inch(約2mm)；

回火堆焊至少堆焊三層，其厚度至少為3mm；

前三層的熱輸入量在任何情況下都不得超過45千焦/英寸(1.8千焦/毫米)；

前三層回火焊道層間溫度不超過66℃，所有焊層在現(xiàn)場應(yīng)用時(shí)的最大層間溫度均不得超過350°F(180℃)；

對補(bǔ)強(qiáng)回火焊道要求：在填充焊接完成后，最后在焊接一層回火焊層加強(qiáng)回火效果。

通過分析，WSI公司研發(fā)的回火堆焊工藝的優(yōu)缺點(diǎn)具體如下：

優(yōu)點(diǎn)：

針對制定的焊接線能量，設(shè)計(jì)的回火堆焊工藝結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到回火效果；

焊接線能量相對較大，有利于提高堆焊效率。

不足之處：