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AandJointVenture深圳纽科利核电工程有限公司SHENZHENNUCLEARENGINEERINGCO.，LTD.核岛不锈钢管道TIG/SMAW焊接2006年12月深圳纽科利核电工程有限公司技术部目录一．核电基本知识二．焊接安全技术三．焊接接头图形符号和文字符号四．焊接应力与变形五．核电站常用焊接材料六．不锈钢的焊接七．焊接实操八．经验反馈参考文件一.核电基本知识1.利用核能发电核能是由原子核反应使原子核改变而产生能量。也就是用一个外来的热中子轰击铀-235进行裂变，裂变能量是巨大的，例如1Kg铀-235全部裂变产生的能量约相当于2700吨标准煤所释放的能量，在当今国际石油、煤炭能源日趋紧张的社会，和平利用核能发电，是我国近几十年电力发展主要目标。热2.压水堆核电厂大亚湾、岭澳核电站，采用的是压水反应堆将核裂变转换为热能发电的，压水堆是以高压欠热水作为慢化剂和冷却剂，一回路高压高温水通过蒸发器生成蒸气送到汽轮发电机发电。发电机蒸气冷凝器汽轮机给水泵冷却水泵反应堆蒸汽发生器加压热水稳压器给水压水堆核电厂原理示意图一.核电基本知识一.核电基础知识3.核电厂辐射防护3.1核电厂的辐射来源和对人体的伤害在压水堆核电厂中，辐射的来源主要是来自堆芯裂变过程中产生高能中子和γ射线，其次是一回路系统中的腐蚀产物或其他杂质的活化感生放射性。放射物通过人体时与人体器官组织的细胞发生作用，损伤细胞，使细胞减少，诱发病变，甚至功能丧失。放射性一.核电基础知识3.2核电工作人员的辐射防护为了核电厂运行和维修人员的安全，有效地控制辐射的危害，使其尽可能减少的最小程度。一般采用屏蔽、缩短照射时间和增大与辐射源的距离三种方法，在给定的条件下，减少人员所接受的照射剂量。01M3M有关核电厂辐射防护的知识将在辐射防护课中学习一.核电基础知识切尔诺贝利核电站事故•1986年4月26日凌晨1时24分，切尔诺贝利核电站第四号核反应堆进行的半烘烤试验不幸发生逆火，引发爆炸，核反应堆很快熔毁。成为世界上最严重的核事故。•据官方公布的数字，爆炸事件发生后，有31名紧急支援人员死亡，２００多人受到严重的放射性辐射。•事故后，疏散了10多万人，出动了300多架次飞机，空投5000多吨物质覆盖反应堆。事故后19天，前苏联最高领导才宣布最严重的情况已经过去。一.核电基础知识压水堆与切尔诺贝利核电站设计比较项目切尔诺贝利核电站压水堆核电站安全意义堆型石墨水冷堆，具有正的功率系数，运行不稳定压水堆，具有强的负功率系数负功率系数使反应堆固有稳定，不会发生功率暴走。控制棒下落时间全程需20秒全程在2秒以内必要时中止链式反应。反应堆体积高7米，直径12米高3.6米，直径3.2米大堆芯易引起氙震荡控制保护系统比较简单设计充分操纵员干预能力与设计有关，简单设计过于依赖人员，可靠性差。安全壳无有强健的安全壳安全壳在万一发生事故时能有效包容放射性物质，减少外泄。二.焊接安全焊接的工作场所可能是高空、密闭容器、管道或狭小的有限空间，在高温和弥漫的烟雾中工作，接触易燃易爆气体、压力容器、电机电器等。由于操作中产生的电弧热与明火可能导致火灾、触电、爆炸、烫伤及高空坠落等事故。为了确保人身安全和设备财产的安全，在核电厂建造和检修中应对焊接安全充分的重视，严格遵守核电站安全和消防的管理规定。二.焊接安全2.1气体保护焊、焊条电弧焊的安全技术2.1.1焊接设备和一次电源1）.焊机一次电源应使用专用接头，电缆应绝缘可靠。2）.焊机外壳有可靠的接地。3）.焊接电缆及焊枪、焊把绝缘可靠。4）.焊机运行良好。5).气瓶运输防撞击，现场使用要固定，作业区要通风，防止中毒与窒息。二.焊接安全2.1.2焊工安全技术1）.阴雨天严禁露天操作，潮湿地面工作是应加绝缘板，容器内或狭小空间作业注意身体与工件的绝缘及通风良好。2）.高空作业系安全带，设安全网。3）.焊接操作时，焊工劳动防护用品应穿戴整齐。4）.面罩应完好、不漏光、护目镜深浅合适。5）.作业区应隔离，保持良好的通风，原则上在以施焊中心为半径5米的工作现场不得有易燃、易爆物，15米内应有灭火器材，设立安全和防火监护人。6）.减少高温作业下连续工作时间，需要连续施焊时，采取多名焊工轮流操作，减低焊工劳动强度。加强通风、提供保健饮品等措施。三.焊缝与接头型式3.1焊缝型式焊缝根据它在焊接时所处的空间位置可分为平焊、立焊、横焊、仰焊缝等，如图所示平焊横焊立焊仰焊三.焊缝与接头型式3.2接头型式对接接头：焊接边缘相对而接合的接头称为对接。搭接接头：焊件部分搭接，沿着边缘进行焊接，或在上面的焊件上开孔，采用塞焊把两个焊件连接在一起，成为搭接接头。搭接和塞焊接头对接接头三.焊缝与接头型式T型接头：焊接成T型结合的接头成为T型接头。角接接头：焊件的端部组成直角或某一角度的连接接头。T型接头角接接头三.焊缝与接头型式3.3焊缝代号焊缝代号是工程语言的一种，使用符号在焊接结构设计的图样中标注出焊缝型式，焊缝和破口的尺寸及其他焊接要求。中国的焊缝代号是由GB324-1988统一规定的。基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，下面表格介绍一些常见的焊缝基本符号序号名称示意图符号1I型焊缝II三.焊缝与接头型式序号名称示意图符号2V形焊缝V3带钝边单边V形焊缝4带钝边V形焊缝Y5带钝边X焊缝X三.焊缝与接头型式序号名称示意图符号2带钝边U形焊缝U3封底焊缝4角焊缝5塞焊或槽焊缝三.焊缝与接头型式辅助符号辅助符号表示对焊缝有辅助要求的符号。提出对焊缝表面形状和焊缝如何布置等要求，均可以用辅助符号表示，见下表。如不需要确切地说明焊缝的表面形状时，可以不用辅助符号。序号名称示意图符号说明1平面符号焊缝表面齐平（一般通过加工获得）2凹面符号焊缝表面凹陷3凸面符号焊缝表面凸起三.焊缝与接头型式辅助符号的应用示例焊缝补充符号及焊缝尺寸符号四.焊接应力与变形4.1焊接应力与变形的产生焊接是罕见的不均匀加热和冷却在焊接过程中，由于不均匀的局部加热和冷却会形成较大的温度应力，称为热应力，它是由于构件受热不均匀而存在着温度差，各处膨胀变形和收缩变形不一致互相约束而产生的内应力。温度应力达到金属材料的屈服点，材料将发生局部塑性变形，当物体温度恢复到原始的温度后，金属构件仍有新产生的应力存在，成为残余应力。四.焊接应力与变形熔敷金属的收缩在焊接的过程中，由于接头形式的不同，使得焊接熔池内熔化金属的散热条件有所差别，这样使得熔化金属凝固时产生的收缩量亦不相同。熔化金属凝固、冷却快慢不一引起收缩变形的差别也导致料焊接应力和变形的产生。焊接试板四.焊接应力与变形焊接的刚性在焊接加热过程中，构件上的温度分布不均匀，在加热时要膨胀，冷却时要收缩，所以各处的膨胀和收缩变形差别也较大，这种变形受到了各处材料的相互制约便形成了焊接应力和变形。四.焊接应力与变形4.2焊接变形的种类焊接变形的种类可风味七大类：1）纵向收缩变形：构件焊后在焊缝方向发生收缩。见下图2）横向收缩变形：构件焊后在垂直焊缝方向发生收缩。见下图纵向和横向收缩变形示意图四.焊接应力与变形3）弯曲变形：构件焊后发生弯曲，如下图所示。弯曲壳由焊缝的纵向收缩（见a图）和横向收缩引起（见b图）。四.焊接应力与变形4）角变形：焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移，常见的角变形见下图。αδ四.焊接应力与变形5）波浪变形：焊后构件呈波浪形，如下图所示。这种变形在薄板焊接时最容易发生。四.焊接应力与变形6）错边变形：在焊接构成中，两焊件的热膨胀不一致，可能引起长度方向上的错边（见图a),后度方向上的错边（见图b)所示。四.焊接应力与变形7）扭曲变形：焊后在构件上出现的扭曲，如下图所示四.焊接应力与变形4.3防止变形的措施反变形法：它是按照事先估计好的焊接变形的大小和方向，在装配时施加一个相反的变形，使其与焊接产生的变形相抵消。四.焊接应力与变形利用装配和焊接顺序控制变形装配焊接时，把构件适当地分成几个部件，分别装配焊接，然后再拼焊成整体，使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝能比较自由的收缩而不影响整体结构。按照这个原则生产复杂的大型焊接结构既有利于控制焊接变形，又能扩大作业面，提高生产效率。1）合理装配四.焊接应力与变形2）合理的焊接顺序在焊接1m以上的长焊缝时，可采用逐步退焊法、分中逐步退焊法、跳焊法、交替焊法。见下图示意四.焊接应力与变形工字梁翼板和复板焊接，见下图。四.焊接应力与变形3）刚性固定的焊接方法主要适用于薄板的焊接，采用定位焊、工具夹、临时支撑（如安装“马”、压铁，来控制波浪变形。四.焊接应力与变形4.4焊接变形的矫正方法焊接变形矫正的实质是设法制造一个新的变形去抵消已经产生的变形。a）机械矫正法：就是采用机械冷加工的方法来进行的。可采用在滚床等设备上对焊后板材校正，在液压机等设备上进行工字梁的弯曲变形的矫直。压头四.焊接应力与变形b）火焰矫正法：实质是利用不均匀加热引起的变形去矫正焊接结构已经产生的变形。其原理是将被矫正部位局部加热，使加热区产生塑性变形，冷却后产生应力，来矫正原来的焊接变形。见下图示意四.焊接应力与变形4.5焊接角变形的经验数据αδ接头横截面焊接方法角变形/（◦）焊条电弧焊2层1焊条电弧焊3层1.41）低碳钢板对接接头角变形经验数据表四.焊接应力与变形续：低碳钢板对接接头角变形经验数据表接头横截面焊接方法角变形/（◦）单面焊条电弧焊5层3.5正面焊条电弧焊5层，背面请根焊3层。0焊条电弧焊8层7四.焊接应力与变形续：低碳钢板对接接头角变形经验数据表接头横截面焊接方法角变形/（◦）焊条电弧焊22道13四.焊接应力与变形2）碳钢T型接头的角变形经验数据表接头横截面焊接方法角变形（◦）焊条电弧焊3水平位置焊条电弧焊2层3五.核电站常用焊接材料5.1焊接材料大亚湾、岭澳核电站焊接施工中常见的不锈钢材料：1.材料牌号：Z2CN18.10（法国RCCM-M33041，2，3及设备管）近似牌号：TP304L，00Cr18Ni10（GB）2.材料牌号：Z5CN18.10（法国RCCM-M33041，2，3及设备管）近似牌号：TP304，0Cr18Ni19（GB）3.材料牌号：Z2CND17.12（法国RCCM-M33041，2，3及设备管）近似牌号：TP316L，00Cr17Ni14（GB）4.材料牌号：Z5CND17.12（法国RCCM-M33041，2，3及设备管）近似牌号：TP316，1Cr18Ni12Mo2Ti（GB）五.核电站常用焊接材料大亚湾、岭澳核电站焊接施工中常见的不锈钢焊接填充材料。1）.焊丝、焊条1）材料牌号：OK16.30型号AWS：ER316L超低碳不锈钢焊丝。适用于第VI组钢的焊接见程序N-TD1033。2）.材料牌号：OK16.53型号AWS：ER309L超低碳不锈钢焊丝。适用于第VI+I组的异种钢焊接。3）材料牌号：OK63.25N型号AWS：E316L-15超低碳不锈钢焊条。适用于第VI组钢的焊接见程序N-TD1033。4）材料牌号：OK67.60N型号AWS：E309L超低碳不锈钢焊条。适用于第VI+I组的异种钢焊接。焊接材料五.核电站常用焊接材料5.2焊接材料保管、烘干、适用焊丝、焊条保管•在原包装中贮存；•清楚的供应商的标记；•按产品牌号分开（不锈钢、碳钢、铜等）；•为焊条烘干和存放所提供的固定烘干箱满足持久地运行；•在工作班开始时发放当天内所需用的焊接填充材料；烘干室特殊要求：•---环境温度≥20℃•---相对湿度≤60%五.核电站常用焊接材料焊工使用的焊丝、焊条容器要求（N-TD10008）1）棒状焊丝容器•筒子（金属、塑料或硬纸制品），一端无盖。2）药皮焊条容器•这种小型，金属结构的保温筒是保温的，轻型的并备有提手和快速关闭的筒盖。•筒的能量能使装满的填充材料加热到150℃（最高）。3）.特殊要求•操作温度初始设定值为70℃到150℃；•为了使其处于良好使用状态，任何失效必须报告并立即更换；•在发放时，保温筒外侧一个标签（或者任何其他同等效的方式）指明其容装特性，•