本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種百萬(wàn)千瓦級(jí)以上核電站ASTM標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)度低合金耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼防止焊接裂紋的工藝，其特征在于，步驟為：焊接前提高預(yù)熱溫度，隨后進(jìn)行根部焊接，在焊接過(guò)程中斷間隙進(jìn)行消氫處理，焊接完成后先進(jìn)行焊后消應(yīng)力熱處理，最后進(jìn)行焊縫最終的無(wú)損檢測(cè)。本發(fā)明專利技術(shù)提供的工藝可應(yīng)用于后續(xù)AP1000及重大專項(xiàng)CAP1400核電站的核級(jí)ASTM高強(qiáng)度低合金可耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼焊接，也可應(yīng)用于化學(xué)成分相同的其它標(biāo)準(zhǔn)核級(jí)材料的焊接，有效防止產(chǎn)生冷裂紋。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種可防止產(chǎn)生焊接冷裂紋的工藝，應(yīng)用于材料為高強(qiáng)度低合金耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼的百萬(wàn)千瓦功率核電站中。
技術(shù)介紹
目前我國(guó)沒(méi)有系統(tǒng)的專門針對(duì)核電廠焊接的技術(shù)規(guī)程，每種新的美標(biāo)牌號(hào)材料在核電站的焊接應(yīng)用，都是新的課題和挑戰(zhàn)。厚度超過(guò)IOOmm的高強(qiáng)低合金鋼在強(qiáng)制拘束狀態(tài)下的焊接難度較大，且無(wú)相應(yīng)成熟經(jīng)驗(yàn)可供參考。核電站核級(jí)設(shè)備支撐所用材料為ASTM標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)度低合金可耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼，化學(xué)成分中含有一定量的P，盡管P對(duì)提高耐大氣腐蝕能有一定的積極作用，但P會(huì)導(dǎo)致裂紋敏感性增加，出現(xiàn)內(nèi)裂；P還會(huì)惡化鋼的韌性，特別是限制降低鋼的沖擊韌性，因此對(duì)于此類鋼種的超厚壁焊接，現(xiàn)有的焊接工藝難以保證避免焊接過(guò)程產(chǎn)生冷裂紋。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種能夠避免ASTM標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)度低合金可耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼在焊接過(guò)程中產(chǎn)生冷裂紋的方法。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是提供了一種防止ASTM標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)低合金耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼冷裂紋的工藝，其特征在于，步驟為:第一步、預(yù)熱:將預(yù)熱溫度提高至160°C 180°C，預(yù)熱寬度提高至120mm 150mm，并在焊縫兩側(cè)增加保溫厚度；第二步、焊接:在整個(gè)焊接過(guò)程中采用電腦溫控?zé)崽幚碓O(shè)備進(jìn)行電加熱跟蹤恒溫，保證層間溫度均不低于預(yù)熱溫度，其具體步驟為:對(duì)焊縫進(jìn)行根部焊接，完成后，立即將焊縫處升溫至200°C 400°C，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，待緩慢冷卻至室溫后再進(jìn)行根部和層間液體滲透檢測(cè)，隨后進(jìn)行多層多道焊接；第三步、焊后熱處理及無(wú)損檢測(cè):在焊接工作完成后對(duì)焊縫立即進(jìn)行局部焊后熱處理，待冷卻至室溫后，再對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。優(yōu)選地，在進(jìn)行電加熱跟蹤恒溫時(shí)，布置至少4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，任意兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)之間的溫度差值不超過(guò)50°C。優(yōu)選地，若分多天完成多層多道焊接，則或者當(dāng)日完成焊接后，立即進(jìn)行將焊縫升溫至280°C 320°C，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，緩慢冷卻至室溫待次日開始焊接前重新進(jìn)行所述第一步的預(yù)熱，或者當(dāng)日完成焊接后，電腦溫控型熱處理設(shè)備保持焊縫的層間溫度不低于預(yù)熱溫度，直至次日重新開始焊接。本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):1、在預(yù)熱時(shí)將預(yù)熱溫度到從原先的121 °C提高到160°C 180°C，將預(yù)熱寬度從原先的80mm提高到120mm 150mm,并在焊縫兩側(cè)增加保溫厚度,焊接全過(guò)程采用電腦溫控?zé)崽幚碓O(shè)備進(jìn)行電加熱跟蹤恒溫，防止熱量過(guò)快流失并利于擴(kuò)散氫的逸出，以保證整個(gè)焊接過(guò)程中層間溫度均不低于預(yù)熱溫度，防止預(yù)熱溫度偏低導(dǎo)致焊縫及母材散熱過(guò)快出現(xiàn)裂紋。2、增加了消氫措施:在根部焊接完成后、焊接工作中斷間隙，立即升溫至200°C 4000C，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，待緩慢冷卻至室溫后再進(jìn)行根部和層間液體滲透檢測(cè)，從根本上消除擴(kuò)散氫的影響，防止根部和層間出現(xiàn)焊接裂紋。3、更改焊后熱處理時(shí)機(jī):原工藝是在焊接完成后對(duì)焊縫無(wú)損檢測(cè)合格后方進(jìn)行焊后熱處理，改進(jìn)后在焊接工作完成后對(duì)焊縫立即進(jìn)行局部焊后熱處理，降低焊接應(yīng)力的峰值，使應(yīng)力分布比較平緩，起到部分消除焊接應(yīng)力的目的，防止焊縫因內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生延遲裂紋。綜上所述，本專利技術(shù)提供了一種高強(qiáng)度低合金耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼的焊接工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)防止核級(jí)超厚壁支承件焊接出現(xiàn)裂紋的改進(jìn)型工藝，可應(yīng)用于后續(xù)AP1000及重大專項(xiàng)CAP1400核電站的核級(jí)ASTM高強(qiáng)度低合金可耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼焊接，也可應(yīng)用于化學(xué)成分相同的其它標(biāo)準(zhǔn)核級(jí)材料的焊接，有效防止產(chǎn)生冷裂紋。具體實(shí)施例方式為使本專利技術(shù)更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明如下。本實(shí)例所應(yīng)用的AP1000核電站蒸汽發(fā)生器橫向支撐墻體托架焊接，在前期出現(xiàn)焊接裂紋后分析、改進(jìn)，彌補(bǔ)技術(shù)不足，提供適用于百萬(wàn)千瓦級(jí)以上核電站同種核級(jí)美標(biāo)材料可防止焊接裂紋的工藝。實(shí)例技術(shù)背景:蒸汽發(fā)生器橫向支撐墻體托架母材設(shè)計(jì)材質(zhì)為ASTM A588 Gr.A或Gr.B,托架板最厚為101.8mm,屬高強(qiáng)度低合金可耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼。受現(xiàn)場(chǎng)安裝位置限制，坡口型式只能加工成單邊V形，熔敷金屬填充量大，焊接作業(yè)周期長(zhǎng)，焊接過(guò)程質(zhì)量難以受控，易出現(xiàn)裂紋。實(shí)例原焊接工藝存在問(wèn)題:其中一套蒸汽發(fā)生器墻體托架焊接過(guò)程中間檢驗(yàn)和在最終驗(yàn)收時(shí)無(wú)損檢測(cè)報(bào)告顯示焊縫中存在裂紋，證明原工藝存在技術(shù)不足。進(jìn)行改進(jìn)后的工藝實(shí)施步驟如下:步驟1、提高實(shí)際預(yù)熱溫度到從110°C到160°C 180°C，增加預(yù)熱寬度從80mm到120mm 150mm，并在蒸汽發(fā)生器托架板中間位置填塞保溫材料，母材兩側(cè)增加保溫厚度，焊接全過(guò)程采用電腦溫控?zé)崽幚碓O(shè)備進(jìn)行電加熱跟蹤恒溫，防止熱量過(guò)快流失并有利于擴(kuò)散氫的逸出，以保證整個(gè)焊接過(guò)程中層間溫度均不低于預(yù)熱溫度，防止預(yù)熱溫度偏低導(dǎo)致焊縫及母材散熱過(guò)快出現(xiàn)裂紋。上述步驟中，保溫材料應(yīng)在加熱器上面鋪設(shè)兩層，保溫材料外面用網(wǎng)格板固定，保溫材料之間不得有搭接間隙，以防止熱量損失。步驟2、增加消氫處理措施。步驟2.1、在根部焊接完成后，檢查焊縫及電阻加熱器覆蓋的母材表面無(wú)碎屑、油月旨、金屬飛濺物后，立即將焊縫升溫至280°C 320°C，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，待緩慢冷卻至室溫后再進(jìn)行根部PT檢測(cè)。步驟2.2、在一個(gè)工作日內(nèi)無(wú)法連續(xù)完成焊接工作時(shí)，適用電腦溫控型熱處理設(shè)備保持焊縫的層間溫度不低于預(yù)熱溫度，直至重新開始焊接；或當(dāng)日完成焊接后立即進(jìn)行將焊縫升溫至280°C 320°C，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，緩慢冷卻至室溫待次日開始焊接前重新進(jìn)行預(yù)熱。步驟2.3、完成焊接后，檢查焊縫及電阻加熱器覆蓋的母材表面無(wú)碎屑、油脂、金屬飛濺物后，立即將焊縫升溫至280°C 320°C，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，待緩慢冷卻至室溫后對(duì)最終焊縫進(jìn)行液體滲透檢測(cè)。上述步驟中，測(cè)溫點(diǎn)的布置不得少于4個(gè)，即焊縫、熱影響區(qū)、焊縫背部、母材四個(gè)位置都要布置熱電偶，并保證任意兩點(diǎn)的溫度差值不超過(guò)50°C，保證消氫處理溫度可達(dá)。步驟3、改變焊后熱處理時(shí)機(jī)。在最終焊接完成后，先不進(jìn)行最終的無(wú)損檢測(cè)，按照改進(jìn)工藝，先立即進(jìn)行升溫進(jìn)行焊后熱處理，以消除焊縫中殘余的焊接應(yīng)力，冷卻至室溫后，對(duì)焊縫進(jìn)行最終的無(wú)損檢測(cè)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種防止ASTM標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)低合金耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼冷裂紋的工藝，其特征在于，步驟為：第一步、預(yù)熱：將預(yù)熱溫度提高至160℃～180℃，預(yù)熱寬度提高至120mm～150mm，并在焊縫兩側(cè)增加保溫厚度；第二步、焊接：在整個(gè)焊接過(guò)程中采用電腦溫控?zé)崽幚碓O(shè)備進(jìn)行電加熱跟蹤恒溫，保證層間溫度均不低于預(yù)熱溫度，其具體步驟為：對(duì)焊縫進(jìn)行根部焊接，完成后，立即將焊縫處升溫至200℃～400℃，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，待緩慢冷卻至室溫后再進(jìn)行根部和層間液體滲透檢測(cè)，隨后進(jìn)行多層多道焊接；第三步、焊后熱處理及無(wú)損檢測(cè)：在焊接工作完成后對(duì)焊縫立即進(jìn)行局部焊后熱處理，待冷卻至室溫后，再對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種防止ASTM標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)低合金耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼冷裂紋的工藝，其特征在于，步驟為: 第一步、預(yù)熱:將預(yù)熱溫度提高至160°C 180°C，預(yù)熱寬度提高至120mm 150mm，并在焊縫兩側(cè)增加保溫厚度； 第二步、焊接:在整個(gè)焊接過(guò)程中采用電腦溫控?zé)崽幚碓O(shè)備進(jìn)行電加熱跟蹤恒溫，保證層間溫度均不低于預(yù)熱溫度，其具體步驟為:對(duì)焊縫進(jìn)行根部焊接，完成后，立即將焊縫處升溫至200°C 400°C，恒溫至少4個(gè)小時(shí)，待緩慢冷卻至室溫后再進(jìn)行根部和層間液體滲透檢測(cè)，隨后進(jìn)行多層多道焊接； 第三步、焊后熱處理及無(wú)損檢測(cè):在焊接工作完成后對(duì)焊縫立即進(jìn)行局部焊后熱處理，待冷卻...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：解天俊，張榮儉，田亮，馮江猛，王楠，李慶光，陶軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)核工程有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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