安全殼鋼襯里?基本簡(jiǎn)介

造一個(gè)這樣大的球形鋼殼，要用幾百噸鋼材。鋼材用得多還在其次，主要的困難在于焊接工藝不易達(dá)到要求。幾千塊鋼板，幾萬米焊縫，要做到一絲兒氣體也不漏，實(shí)在是很困難，而且還要防止焊接中鋼板變形。既然安全殼是一種工業(yè)建筑，為什么不能用鋼筋混凝土來造呢？60年代就為核電站建成了鋼筋混凝土的安全殼，里面敷上鋼襯里。式樣也從球彩演變?yōu)閳A柱形上接一個(gè)半球形的蓋，這樣便于澆灌。鋼筋混凝土殼厚達(dá)一米，用來承受壓力，而鋼襯里只用來保持密封，這樣，鋼板可以用得很薄，焊接時(shí)就比較容易達(dá)到氣密的要求了。

有時(shí)候由于要求更可靠的氣密性，在鋼襯里和混凝上殼之間留一層一米多厚的空氣隙，空氣隙內(nèi)的氣壓比周圍環(huán)境的大氣壓低一些，如果鋼殼發(fā)生泄漏，有放射性的氣體就漏入這空隙中，但是它不會(huì)再透過混凝土殼的裂縫漏到外面去，只能是外面的大氣漏入空隙中。漏入空隙中的有害氣體便可吸入專門的處理設(shè)備中加以處理，以除去有害的成份。

為了使混凝土安全殼更加堅(jiān)固，大部分新建的核電站都采用預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼。它的原理很像緊箍木桶的鐵箍的妙用。在混凝土里嵌進(jìn)許多縱橫交錯(cuò)的鋼絲繩，用巨大的螺旋機(jī)構(gòu)將鋼絲繩拉緊。這樣的安全殼十分可靠。每一股鋼絲繩都可以安裝測(cè)力的儀器，隨時(shí)檢查拉緊的情況，如果有哪一根松了，便及時(shí)重新擰緊。用這么多鋼絲繩捆緊的混凝土殼，不可能一下子崩開。要是損壞的話，總是先裂一條小縫，鋼絲繩的彈力就會(huì)把這條小縫擠合。這樣的建筑物，固然沒有窗，那么門有沒有呢？門當(dāng)然是要有的，不然怎么進(jìn)去呢？不過這門也是密封的，而且還是十分堅(jiān)固的。2100433B

王建國(guó)、秦亞林等。2100433B

中國(guó)核工業(yè)華興建設(shè)有限公司、中廣核工程有限公司。

核電站鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊施工工法適用范圍

《核電站鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊施工工法》適用于壓水堆核電站安全殼鋼襯里壁板現(xiàn)場(chǎng)安裝施工，也可使用于中國(guó)三代核電站安全殼鋼襯里壁板現(xiàn)場(chǎng)安裝施工，以及其他類似核設(shè)施的鋼內(nèi)襯焊接施工。

核電站鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊施工工法工藝原理

《核電站鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊施工工法》所開發(fā)的雙重氣體保護(hù)的鎢極氬弧脈沖自動(dòng)焊設(shè)備采用中心氣和保護(hù)氣雙重氣體噴嘴，通過適當(dāng)?shù)臍怏w調(diào)節(jié)，使TIG電弧能夠高度壓縮，從而獲得較高的電弧能量、更大的焊接熔深、更多的熔敷金屬填充量。同時(shí)采用低頻脈沖焊技術(shù)，焊接時(shí)，通過對(duì)脈沖波形、脈沖電流和基值電流幅值、脈沖頻率和脈寬比的調(diào)節(jié)，可以精確控制焊接熱輸入，從而精確控制焊縫和焊接熱影響區(qū)的尺寸，保證焊縫質(zhì)量可靠穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)。因此，6毫米厚鋼襯里壁板對(duì)接焊，無需碳弧氣刨清根，正反各一道或兩道就可以滿足要求，同時(shí)焊接變形小，可靈活采用多種施焊順序。

針對(duì)鋼襯里壁板現(xiàn)場(chǎng)安裝組對(duì)實(shí)際情況，通過組對(duì)間隙工藝試驗(yàn)確定組對(duì)間隙，并采用導(dǎo)向板來控制組對(duì)的間隙。在壁板焊接坡口一側(cè)安裝好柔性軌道，在柔性軌道上安裝好自動(dòng)焊接小車，即可以按制定的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)焊接施工。

核電站鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊施工工法施工工藝

• 工藝流程

《核電站鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊施工工法》的施工工藝流程見圖1。

• 操作要點(diǎn)

《核電站鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

一、施工前準(zhǔn)備施工前準(zhǔn)備工作主要如下；

1.由施工部門技術(shù)負(fù)責(zé)人組織，對(duì)相關(guān)的技術(shù)員、焊工、鉚工、電工、吊裝工進(jìn)行施工前培訓(xùn)和安全技術(shù)交底。

2.對(duì)自動(dòng)焊設(shè)備、柔性軌道等進(jìn)行檢查，確保焊接電源運(yùn)轉(zhuǎn)正常、焊接小車行走自如、柔性軌道平面度偏差不超過5毫米。

3.對(duì)立縫和環(huán)縫焊接操作平臺(tái)進(jìn)行檢查，確保操作平臺(tái)與壁板連接鋼卡槽焊腳高度不小于4毫米。

4.對(duì)自動(dòng)焊用焊絲、氬氣、鎢極等材料的領(lǐng)用出庫(kù)進(jìn)行檢查，確保相關(guān)材料按照采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收合格。

5.施工前，按照《壓水堆核島機(jī)械部分設(shè)計(jì)與建造規(guī)程》RCC-M進(jìn)行焊材驗(yàn)收、自動(dòng)焊環(huán)縫和立縫的焊接工藝評(píng)定并符合要求。

6.施工前，按照《民用核安全設(shè)備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定》HAF603進(jìn)行自動(dòng)焊環(huán)縫和立縫的焊工考試并取得相應(yīng)焊接位置資格。

二、鋼襯里壁板吊裝

CPR1000反應(yīng)堆鋼襯里沿高度等分為12層，1~5層由沿周長(zhǎng)等分的11塊壁板組成，6~12層由沿周長(zhǎng)等分的9塊壁板組成，每層高度3777.5毫米。

每一塊壁板在其后環(huán)向加強(qiáng)角鋼上左右各開了兩個(gè)吊裝孔，現(xiàn)場(chǎng)采用塔吊進(jìn)行壁板吊裝，每一層鋼襯里都留有一塊帶余量的加長(zhǎng)板，鋼襯里安裝時(shí)以加長(zhǎng)板作為最后進(jìn)行安裝的一塊板為主要原則，以加長(zhǎng)板相鄰的壁板為起點(diǎn)，按順時(shí)針或逆時(shí)針方向依次吊放就位，最后吊裝加長(zhǎng)板。

在吊裝就位時(shí)通過導(dǎo)向板與下層壁板靠緊，和扶壁柱、眼鏡板共同將壁板固定就位好，確保壁板吊裝后不會(huì)有較大變形，見圖2。

三、焊接操作平臺(tái)安裝就位

焊接操作平臺(tái)為采用結(jié)構(gòu)用角鋼、圓鋼、花紋鋼板等加工而成的鋼構(gòu)架，分為環(huán)縫和立縫焊接操作平臺(tái)，見圖3和圖4，每一層由若干個(gè)相同單元組成，現(xiàn)場(chǎng)采用塔吊安裝就位，通過鋼卡槽和螺栓與壁板連接固定。安裝順序如下：

1.鋼襯里壁板吊裝前，應(yīng)先把壁板內(nèi)側(cè)環(huán)縫焊接操作平臺(tái)安裝好。

2.等所有一層壁板吊裝好后再把外側(cè)環(huán)縫焊接操作平臺(tái)安裝好，同時(shí)，可以安裝立縫焊接操作平臺(tái)。

四、鋼襯里壁板調(diào)節(jié)、組對(duì)就位鋼襯里壁板吊裝完成后，進(jìn)行壁板調(diào)節(jié)、組對(duì)，操作要點(diǎn)如下；

1.采用全站儀架在核島中心點(diǎn)上，通過測(cè)鋼襯里半徑來檢查每一塊壁板的垂直度，采用揮鏈、千斤頂?shù)冗M(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.調(diào)節(jié)垂直度的過程中，同時(shí)進(jìn)行立縫和環(huán)縫的組對(duì)工作，鋼襯里壁板組對(duì)要求較高∶坡口組對(duì)間隙0~3毫米、錯(cuò)邊不超過1.5毫米。

3.采用手工TIG焊進(jìn)行組對(duì)，采用導(dǎo)向板來控制組對(duì)間隙和錯(cuò)邊。

4.先對(duì)收縮縫對(duì)面一張鋼襯里壁板的立縫進(jìn)行組對(duì)打磨點(diǎn)焊，該段立縫組對(duì)好后，接著組對(duì)點(diǎn)焊已打磨處理好的相鄰的兩條環(huán)縫，以此類推，組對(duì)其他壁板的立、環(huán)縫立、環(huán)縫組對(duì)順序見圖5。

5.壁板坡口組對(duì)打磨好后，如果不立即施焊，需要用紙膠帶對(duì)坡口進(jìn)行密封保護(hù)，可起到防銹、防止鐵屑等進(jìn)入坡口的作用。

五、柔性軌道安裝就位

采用磁鐵和面板分離的可拆卸式的柔性軌道，安裝操作要點(diǎn)如下：

1.以焊接坡口邊緣線為基準(zhǔn)線，離坡口邊緣線160毫米處劃線并安裝磁鐵，磁鐵間距300毫米。

2.磁鐵安裝完，用螺母將柔性面板和磁鐵上的螺桿連接上即完成了一根柔性軌道的安裝。

3.施工中采用至少兩根柔性軌道，當(dāng)焊接小車行走在一根軌道上施焊時(shí)，就可以把另一根軌道安裝在焊接方向的前方，這樣就可以保證循環(huán)施焊，兩根軌道的連接處采用專用的連接小板以確保焊接小車在連接處行走自如。

六、焊前檢查

1.“試焊”檢査：把裝有自動(dòng)焊絲的焊接小車卡在柔性軌道面板上，調(diào)節(jié)好雙層氣體流量，將遙控器面板上“試焊”按鈕按下，讓焊接小車行走并進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容有：雙層氣體流量是否準(zhǔn)確、小車焊槍頭擺動(dòng)伸縮是否順暢、焊絲是否自動(dòng)添加、脈沖參數(shù)是否選擇正確、焊接小車在軌道上是否行走順暢等。

2.對(duì)待焊坡口進(jìn)行檢查：坡口的組對(duì)間隙和錯(cuò)邊應(yīng)滿足要求，坡口附近20毫米范圍的鐵銹、油污、氧化物等進(jìn)行機(jī)械打磨清理。

3.用溫濕度計(jì)檢查焊接區(qū)域環(huán)境的溫濕度，當(dāng)溫濕度超出規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜岢凉瘛?

4.用風(fēng)速計(jì)檢查焊接區(qū)域環(huán)境的風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速過大時(shí)，應(yīng)采取防風(fēng)措施或停止施焊。

七、自動(dòng)焊實(shí)施

將焊接電源吊至焊接操作平臺(tái)上，把裝有自動(dòng)焊絲的焊接小車卡在柔性軌道面板上即可以進(jìn)行自動(dòng)焊接工作。

1.焊接操作工藝：鋼襯里壁板組對(duì)好后，根據(jù)自動(dòng)焊工藝評(píng)定以及焊接母材材質(zhì)、板厚、焊接位置等，選取設(shè)置合適的雙層氣體流量、自動(dòng)焊焊接電流、電壓、焊接速度、脈沖頻率等工藝參數(shù)進(jìn)行鋼襯里壁板焊接。

2.焊接順序：由于采用鎢極氬弧脈沖自動(dòng)焊焊接熱輸入量少，電弧能量集中且挺度高，接頭熱影響區(qū)和變形小，因此，從一個(gè)方向連續(xù)焊接即可。具體焊接順序要求如下：

每層鋼襯里壁板預(yù)留一條立縫作為收縮縫，當(dāng)收縮縫對(duì)面的立縫組對(duì)好后，即可以進(jìn)行自動(dòng)焊焊接，先焊接立縫，立縫焊接從收縮縫對(duì)面的壁板立縫開始兩邊對(duì)稱朝收縮縫方向焊接，環(huán)縫焊接同樣從收縮縫對(duì)面的壁板環(huán)縫開始兩邊對(duì)稱朝收縮縫方向焊接，立縫環(huán)縫焊接可交叉進(jìn)行，兩條焊接完成的相鄰立縫間的環(huán)縫可按順序隨時(shí)進(jìn)行焊接。當(dāng)環(huán)縫焊接到收縮縫兩邊約1.5米處，放樣，切割收縮縫的余量，并組對(duì)同時(shí)施焊預(yù)留環(huán)縫和收縮縫，收縮立縫采用手工焊條電弧焊工藝，立、環(huán)縫焊接順序見圖5。

3.T字口的焊接：環(huán)縫和立縫交接處稱為T字口，先焊T字口處立縫，后焊環(huán)縫。由于采用鎢極氬弧脈沖自動(dòng)焊焊接熱輸入量少，電孤能量集中且挺度高，接頭熱影響區(qū)和變形小，通過對(duì)自動(dòng)焊起弧時(shí)間的設(shè)置，T字口處立縫焊接可從環(huán)、立縫交叉處偏向環(huán)縫下方一定位置處起弧向上焊接。T字口處環(huán)縫的焊接按照正常的自動(dòng)焊環(huán)縫焊接即可，起弧和收弧要避開T字口。環(huán)縫焊接溶池完全熔化并填滿立縫起弧長(zhǎng)度，與立縫交叉處自然圓滑過渡。

八、焊縫清理及無損檢測(cè)

鋼襯里壁板安裝自動(dòng)焊結(jié)束后，對(duì)完工焊縫表面的氧化物、凹坑、焊瘤、咬邊、錯(cuò)邊等進(jìn)行適當(dāng)機(jī)械打磨清理或修補(bǔ)，之后按照核I級(jí)焊縫無損檢驗(yàn)要求進(jìn)行相關(guān)的焊縫外觀檢查、真空盒密封性檢查、液體滲透檢驗(yàn)和射線檢驗(yàn)。

九、焊接工裝拆除、下一層壁板安裝

焊縫無損檢測(cè)合格后，即可以將焊接操作平臺(tái)、導(dǎo)向板等焊接工裝進(jìn)行拆除，同時(shí)對(duì)焊接設(shè)備、柔性軌道等進(jìn)行除污上油保養(yǎng)，準(zhǔn)備下一層鋼襯里壁板的安裝。