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第一章核电基本知识_1一.刖百能源是一个国家发展农业、工业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要物资基础。电力则是国民经济发展中，能效高、使用方便，并得到广泛应用的二次能源。目前，人类赖以生存和发展主要的能源有煤、石油、天然气，它们的储量是有限的。因此开发新能源是人类生存与发展的需要，也是社会经济发展的需要。铀、社是可以通过裂变释放核能的天然资源。如：1kg铀-235全部裂变释放出热量相当于2700吨标准煤全部燃烧的能量。核能是新能源的一种，潜力大，我国的政策是大力发展能源，核电作为补充。二.世界核电发展概况1938年，科学家发现了中子轰击铀原子核时发生铀核分裂并释放大量能量后，人们立即转向核能的研究应用。1942年美国建成世界上第一座核反应堆，实现链式反应。但至终并不能从反应堆中取得有用的热量。在第二次世界大战期间，儿个大国大力研制核武器,直至战后，各国才开始重视核电的研究。1954年 6 月前苏联建成世界上第一座电站，其电功率为5000KWo1956年 5 月，英国建设的第一座石墨气冷堆核电站，其发电容量5000KW,但由于发电成本高，6 0 年代中期压水堆核电站大量发展时，这个石墨气冷堆无法参与国际市场竞争，后来转为发展高温气冷堆核电机组。但由于高温氧气回路技术、环境剂量和材料等方面的问题尚未解决，故目前仍处于原型堆阶段。1956年，美国在核潜艇压水堆技术的基础上，建造了第一座压水堆核电站，其电功率为60MW。经过二、三十年的发展，在设计、建造、运行等方面取得了完整的经验。目前，单机最大功率已达1300MW。1962年，加拿大建成了实验性重水堆核电站，后来又建造了电功率为540和750MW的重水堆核电机组。目前在我国建设的秦山坎杜核电站就是重水反应堆核电站，单机最大功率为700MW。世界上重水堆核电站不多（重水太贵）。沸水堆核电站发展的很快，1960年美国第一座示范性沸水堆核电站投入运行以后，目前单机最大功率已达1300MW。前苏联自第一座核电站开始，一直在设计、建造石墨水冷堆核电站，并在国内建造了一批功率为1000MW的核电机组。这种核电站安全尚有缺陷。自切尔诺贝利核电站事故后，正在进一步改进。快中子堆是最有发展前途的核电站。因为它是一种增殖堆，能大量利用“核废料”。虽然世界上发达的国家已建成1 0多座快中子堆核电机组，但均为实验性的原型堆，尚有许多技术问题尚待解决。99年底世界上共有核电机组436座，发电能量2394.6MW,占全部电能的1/4,目前，正在兴建的核电站有38座。核发电量在总发电量中占比例最高的10个国家：法 国75%,立陶宛73.1%,比利时法.7%,保加利亚74.1%,斯洛伐克47%,瑞 典46.8%,1乌克兰43.8%,韩国42.8%,匈牙利38.3%,亚美尼亚36.4%。三.各种堆型核电站简介核电站的分类是按反应堆的堆型来分的，目前世界上已经投入运行的儿种核电站有：A：沸水堆核电站这种核电站的优点：1.系 统 简 单（只有一个回路，设备少。无蒸汽发生器、稳压器、主泵及一回主管道等）。2.在反应堆压力低的情况下获得相对高的蒸汽参数。这种核电站的缺点：1.反应堆结构复杂，功率密度低。2.汽轮机带有放射性，要采取防护措施。B：压水堆核电站这种核电站的优点：1.反应堆的结构简单，功率密度高。2.汽轮机不带放射性，勿需采取防护措施。这种核电站的缺点：1.系统复杂，设备多。2.为得到较高的蒸汽参数，反应堆及一回路设备都要在很高的压力下工作，使其设计、制造困难。C：重水反应堆核电站这种核电站的优点：1 .用天然铀作燃料，提高了铀资源的利用率，降低了燃料的成本。2 .采用压力管省去技术复杂、制造困难、价格昂贵的压力壳。3 .能不停堆换料。D：石墨气冷堆核电站这种核电站的优点：1 .用天然铀作燃料成本低。2 .获得的蒸汽参数高，且为过热蒸汽。这种核电站的缺点：1 .功率密度小，反应堆体积庞大。2 .燃料装量大、燃耗浅、自耗功大、发电成本高。E：快中子堆电站这种核电站的优点：1 .可利用核废料U 2 3 8,大大提高铀资源的利用率。2 .可增殖核燃料。这种核电站的缺点：1 .钠的腐蚀性强对设备、管道的材料要求高。2 .钠在空气中会燃烧，在水中会爆炸一钠水反应。故危险性大。截 止9 9年世界上正式在运行的各种堆型的核电机组，轻水堆占8 9%,而其中又以压水堆核电机组为最多，占了 6 0%以上。由此可见，压水堆是世界核电站的主要堆型，是最成熟；最安全；运行经验最丰富的堆型，由此我国建设的核电站（除坎杜核电站）全是选用压水堆。四.压水堆核电站简介我国已在运行的大亚湾核电站，共装有二台9 0 0 MW的机组，正在建设的岭澳核电站也是两台1 0 0 0 MW的机组，燃料为低浓铀U O 2.浓缩度为3%左右。反应堆慢化剂和载热剂均为水，二回路工质也为水。1.工作原理：每台机组都由反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机、稳压器、主泵组成。载热剂流过反应堆活性区时吸收核裂变产生的热能，然后随管路进入蒸发器的U型管内，再把热量传递U型管外的水，使其变为饱和蒸汽。被冷却后的载热剂再由主泵送回反应堆，完成载热剂的密闭循环。此回路为一回路（蒸汽产生系统）。汽轮机工质在蒸汽发生器中被加热变成饱和蒸汽后进入汽轮机膨胀作功，将蒸汽热能变为汽轮机高速旋转的机械能，带动发电机发电。作完功的乏汽被排入冷凝器，由循环水进行冷却，使乏汽凝结成水。然后再由水泵将凝结水打回蒸汽发生器，完成汽轮机工质的密闭循环。此回路称为二回路（电力生产系统）。一、二回路的称呼是根据能量转换的先后次序定的，两个回路必须相互配合工作，谁也不能单独进行。一、二回路的自然分界线是蒸发器的U型管传热面。但习惯上将蒸汽发生器作为一个完整的设备划归回路。二回路与常规火电站基本相同，故又称常规岛。一回路是核反应堆，故称核岛。压水堆核电站将核能转变为电能分四步，并在四个主要设备中实现。第一步：反应堆将核能转变为热能（高温高压水）；第二步：蒸汽发生器将一回路高温高压水中的热量传送给二回路的水，使其变为饱和蒸汽，在此只进行热量交换，不进行能量的转换；第三步：汽轮机将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能；第四步：发电机将汽轮机的机械能转变电能。2.核电站与常规火电站的比较（一）系统、设备方面：压水堆核电站中的反应堆和一回路系统相当于常规火电站的锅炉。蒸汽产生系统电力生产系统常规火电站锅 炉汽轮机+发电机核电站反应堆+蒸发器汽轮机+发电机但它与锅炉相比在技术上要复杂的多，设计制造要困难的多，安全方面重要的多。（-）新蒸发参数压水堆核电站的新蒸气参数比常规火电站低的多。电站装置热效率比火电低。但由于核燃料费用比火电低的多，所以核电成本低于火电。新蒸汽压力（bar,a）新蒸汽温度C再热温度C火电200MW1127.5535535核电900MW66.3283265（三）燃料运输方面核电站在燃料运输方面优越的多，另外还省去大量的燃料储存场地和灰渣储存场地。燃料消耗量燃料运输量备注火 电（100万KW）每年烧煤350万吨每天-艘万吨轮核 电（100万 KW）第一次装料UO282.2吨每年27.4吨每年换料1/3（四）环境污染方面火电站排放总剂量率约为正常运行情况下核电站的3 倍。另外，火电站还大量排放CO2、S02、CO污染大气环境。排放总剂量率U SV/KMco2so2co火电3.52X1。-（镭、铳等）有有有核电1.2X10-11无无无五、核电站的安全保障人们最关心核电站的安全，也就是担心放射性的安全问题。由于核燃料在反应堆中进行核裂变时将产生各种射线，而且在停堆以后乏燃料中仍长期产生r射线。为使工作人员免遭这些射线的伤害和为防止放射性裂变产物外逸，污染环境，设置了三道屏障：第一道屏障燃料组件包壳。只要包壳不破损，放射性物质不可能外逸;第二道屏障-回路压力边界。燃料元件包壳万一破损，放射的物质也只能外漏到一回路中，由一回路边界限制，放射物质不会跑出一回路系统；第三道屏障安全壳。一回路主要设备、管路都安放在安全壳内。即便一回路压力边界有破损，放射的物质外漏在安全壳内。安全壳具有良好的密包性能。承 受5bar的内压，故安全壳将可靠地把放射性物质包容在内，放射性的物质不会进入大气。六、田湾核电站工程概况核电站规划容量为4台一百万千瓦级压水堆核电机组。第一期工程建设两台由俄罗斯设计并供货的ASE-91型1000MW压水堆核电机组。每台机组由核岛部分、常规岛部分及其相应的配套辅助设施组成。田湾核电站由俄罗斯承担总的技术责任；核二院作为中方技术设计总体院,负责中方承担部分工程设计总体协调、统一归口和俄方承担保护区围墙内总体与核岛设计任务范围的技术后援等工作。一期工程两台机组的核岛和常规岛设备主要由俄罗斯供货，部分从德国、法国等第三国采购，配套辅助设施分别由国内设计和供货。田湾核电站厂址总平面本期按四台一百万千瓦级机组布置，场地一次平整。机组由东向西一列布置，机组中心线之间距离190m。由北向南厂房建筑物有固放废物暂存库、应急柴油发电机房、新燃料、运输和工艺设备、固放废物贮存库、安全厂房、核辅助厂房、反应堆厂房、核服务厂房、控制厂房、蒸汽间、汽轮机厂房、变压器。过二道核围墙为行政、保卫、消防信息中心等建筑物。行政办公楼西侧为500KV和220KV室外配电装置。双围墙的北侧为辅助厂房，西侧为三号、四号机组预留场地，作为本期的施工组装场地。本标段安装工程施工范围为核电厂双围墙内核岛部分全部安装工作，其主要子项有：反 应 堆 厂 房（UJA）、蒸 汽 间（UJE）、安 全 厂 房（UKD）、安全厂用水 泵 房（UQB）、控 制 厂 房（UCB）、应急柴油发电机厂房（UBS）、核辅助厂房（UKA）、核废物贮存库（UKT）、新 燃 料 库（UFC）、工艺运输设备库（UFE）、核服务厂房（UKC）,以及厂区隧道系统、部分厂区系统等共计32个子项。反应堆厂房、蒸汽间、安全厂房和安全厂用水泵房的工艺设备安装从俄罗斯A SE分包承担。蒸汽间、安全厂房内部电缆敷设和四大厂房（UJA、UJE、UKD、UQB）以外核岛及其它厂房、构筑物及部分厂区系统的施工由江苏核电有限公司承包。按照合同规定，本项目部承担的主要工作内容有：.机械设备、工艺管道系统及其附属设备的安装；.反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、环吊、稳压器、主回路管道以及与主回路相连的系统设备、管道和检测仪表安装；.电气系统及其附属设备的安装；.仪控系统及其附属设备的安装；.通风、采暖、制冷系统及其附属设备的安装；.消防系统及其附属设备的安装；.起重机、桥吊轨道、升降机及其附属于设备的扶梯、走道、平台栏杆等设施的安装；.安装过程中需要的现场预制构件的加工制作等；.保 温、防腐油漆工程等。工程特点田湾核电站为一堆配一机组，两个核岛厂房各自独立，互不影响。反应堆厂房为双层安全壳，安全系统的应急柴油发电机组为四个通道布置。每个反应堆 系 统（主回路系统）具有四个冷却剂循回路。蒸汽发生器采用卧式。核岛工程的厂房结构形式复杂，大型、重型设备众多，系统布局紧凑，运输通道狭窄,安装界线接口多，与土建交叉施工时间长，安装质量要求高，操作要求严格。田湾核电站核岛安装工程与国内已建成和在建的同类核电站比较，在施工方面具有以下特点：1.工程量大反应堆主冷却剂系统为四个回路，主回路为复合钢管道。卧式蒸汽发生器，采用主蒸汽集汽式复合钢管道，焊接困难。焊接量增大。安全系统比同类核电站增加一套装置等。双层安全壳结构对贯穿件安装增加了工作量，加大施工难度。2.安装工期短从环吊使用至主系统冷试开始，其安装工期为22 个月，相比岭澳核电站核岛安装工期缩减2个月。3.施工计划性强主厂房大型、重型设备增多，系统布局紧凑，运输通道狭小，要求施工顺序严密，进度控制严格。第 二 章 核 电 质 量 保 证 基 本 知 识一.概述核电站核岛安装工程是一项复杂的技术要求高的项目。核电站为我们生产大量的电力，也会产生大量的放射性。为了保护电站工作人员和电站周围居民的健康，核电站的建造始终坚持安全第一、质量第一的原则。对于田湾核电站核岛安装工程，项目部的质量方针是：科学管理、施工精心、顾客满意、服务社会。项目部的质量目标是“优质高速”完成所承担工程和服务满足核电安全性可靠性的要求。核电站的设计、建造和运行，采用纵深防卸的原则，从设备上和措施上提供多层次的重叠保护，确保反应堆的功率能得到有效控制燃料组件，能得到充分的冷却放射性物质，能有效地包容起来不发生泄漏。我们所说的纵深防卸包括下以五道防线：第一道防线：精心设计施工，确保核电站的设备精良，建立周密的程序，严格的制度和必要的监督。加强对核电站工作人员教育和培养，使其具有强烈的质保意识，人人注意安全。第二道防线：加强运行管理和监督，及时正确的处理不正常的情况，排除故障。第三道防线：必要时启用设计提供的安全系统和保持系统，防止设备故障和人为差错。第四道防线：启用核电站安全系统，加强事故中的电站管理，防止事故扩大。保护安全壳厂房。第五道防线：万一发生不可能发生的事故并且有防射性外泄，启用厂内应急响应计划努力减轻事故对居民的影响。建立全面的质量保证体系是确保核电站安全的一项重要措施。质量保证体系的建立要严格遵循国际原子能机构颁布的 核动力厂安全法规：质量保证（AEA-50-C-QA）和国家安全局颁布 核电厂质量保证规定（HAF0400）,俄罗 斯 法 规 核动力厂质量保证大纲要求nHAo r 0-1028-91和江苏核电有限公司 连云港核电厂质量保证大纲（设计是建造阶段LNPP-QAP-B）。内容：核电站在选址、设计、建造、调试、运行、退役的每一个阶段都必须有质量保证大纲，各阶段的每一项具体活动都要有专门的质量保证程序,确保设备质量高，人员素质好。核电站一切活动，主要靠第一线的工作人员来保证其安全和质量，而质保人员只是执行对产品质量的检查和验证。二.基本概念质量保证：为使物项或服务与规定的质量要求相符合并提供足够的置信度所必需的一系列属计划的系统化活动。质量：核电厂的物项和服务均需具有按它对安全的重要性和使用目的而规定的特性。质量控制：按规定要求采取适当的方法和手段来控制和测量物项，过程或设施性能的质量保证活动。例如：考 核 项（1）159xl0 6GT位置的不锈钢管焊接资格。检查过程通过质量计划逐项检查，检查标准、程序、工艺、执行情况。质量保证目的是以优质高速完成所承担的工程和服务满足核电安全性可靠性的要求提供充分信心的有计划和有组织的活动。信心的树立=书面制度+执 行（全面验证）有计划=对所有活动预先制订程序有组织（系统的）=任何活动都必须由相应的组织按书面程序来执行。质量保证体系：为实施质量管理所需的组织机构、程序、过程和资源。质量保证大纲：为保证质量而建立和实施的所有活动构成了质量保证大纲。LYG-QAP（质保大纲）包括田湾核电厂核岛安装工程施工及其相关设备加工制作中为使物项和服务达到规定的质量所必需的活动，还包括验证已达到要求质量所必需的活动以及为产生上述活动的客观证据所必须的活动。这些活动包括管理性和技术性的两方面，它们是大纲整体中紧密结合不可分割的部分。三.质保大纲的标准及主要内容总的质量保证大纲必须符合国际原子核机构颁布的AEA-50-C-QA（核动力厂安全法规）和国家核安全局颁布HAF0400（核电厂质量保证规定），俄罗斯法规 n H A o 0-1028-91（核动力厂质量保证大纲要求）。我们公司是建造核电厂的承包商之一。必须按核电厂的总大纲的目标要求制定本公司工作范围内的质保大纲。质保大纲必须以文件形式制定，由总经理或管理部门经理批准。质保大纲的主要内容：质保手册：方针目标要求组织机构及大纲程序的概述。管理程序：质保活动中各部门的组织人员配备职责权限接口关系及保证有效管理的各种措施。工作程序：操作方法步骤，技术质量标准检验方法及要求。质量计划：执行单位操作步骤适用的文件检查验证的证据。指示书：操作细则及技术质量要求。图纸：四.质保意识的建立作为一个核电厂焊接工作者，必须具有强烈的质量保证意识和认真负责的工作态度，在技术上要精益求精努力作好本职工作。1.认真参加质保和有关程序的学习，明确要求。(1)参加培训要遵守纪律，上课认真听讲，不懂就问。实际操作培训应按指定的工艺参数进行学习，尊敬指导教师，虚心学习，扎扎实实把技术学到手。(2)杜绝不按程序作业，违犯工艺纪律，工作马马虎虎，得过且过。例如:焊前不认真清理坡口两侧污物，不按规定使用保温筒、焊丝筒、超电流；渣皮清理不干净，在焊缝外面引弧形成的弧痕，焊缝外形尺寸不符合要求、成形不好、咬边等。(3)弄虚作假不按工艺要求作业，超越质量计划H、W点等。2.认真遵守规定，工作中创一流质量(1)作业前应首先了解工作地点的环境、焊接位置、将要使用的焊接工艺、焊接设备(设备的运行状况及标定的有效期)及质量计划，按有关程序要求做好准备工作。(2)根据工节要求领用焊丝焊条(注意焊丝焊条的标识)，按工艺要求作好装配前准备工作。(3)按焊数据单要求进行，装配自检合格后由检查员检查。若在露天作业,应注意工作区域的保护：焊接时，应注意层间温度及层间清理。焊接完毕应按检查标准焊缝目检程序LYG-TM2088,先自检合格后再交检查员检查。如果我们每一个焊工都能按照公司的质保手册及有关程序规定，尽职尽责,这们这节课就达到目的了。第 三 章 焊 接 安 全技术焊接的安全及防护工作是十分重要的。它关系着每个焊工的健康和他人的健康，每个焊工必须熟悉有关安全知识，自觉地遵守安全操作规程，保证安全操作。一.用电的安全知识人体是电的导体之一，当人体与带电导体、漏电设备的外壳或其它带电物体接触时，均可能导致对人体的伤害。电击对人体的危害程度，主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。当电流强度超过0.05A时，就会有生命危险;0.1 A的电流时，通过人体1小时，足以使人致命。其次，电流频率、电流流经人全途经以及人体精神健康状况等都有不同程度的影响。人体电阻一般在800-50000欧之间变化，如皮肤潮湿出汗、人身上的衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况，均使人体电阻降低，40伏电压可导致人的生命危险,所以安全电压为36伏。然而，焊接设备的网络电压为380V或220V。焊机的空载电压一般也 都 在60V以上，因此，焊工施焊作业时，必须注意防止触电事故发生。为防止触电事故的发生应采取如下措施：焊接设备的机壳必须良好接地，以防漏电。焊接设备的安装，修理和检查必须由电工进行,焊工不得自行处理。防止电焊钳与焊件短路，在金属结构上或容器内焊接结束时，应将焊钳放在安全地点或悬挂起来。然后再切断电源，防止焊钳与工件间短路而烧毁焊接设备。电缆线应有良好的绝缘,破皮、漏电处应及时修好。使用阐刀开关时，应戴好干燥手套，同时面部应躲开,以防产生电弧引起烧伤。在贮罐及管道内施焊时，必须穿上绝缘鞋、戴皮手套、脚下垫绝缘垫，以保持人体与焊件间的良好绝缘，同时应有监护人。使用工作灯时，其电压不得超过36伏.遇到有人触电时，切不可赤手去接触电者,应迅速切断电源进行抢救。二.电弧光的伤害及其防护焊接电弧是一种强烈的辐射源，其弧光组成：f可见光焊接弧光 r红外线不可见光紫外线可见光：可使人感到耀眼眩目，长期作用会引起视力减退。红外线：长期照射会引起“水晶体内障”眼病，严重者可失明。紫外线：可 引 起“电光性眼炎”，使患者感到剧痛和流泪。还会灼伤皮肤。焊接施工时弧光防护具体措施：1 .焊接作业时必须穿戴好工作服、鞋、帽、手套、眼镜等防护用品。（不允许卷起衣袖、敞开衣领、将上衣扎在裤内）。2 .焊接操作时必须使选用适用当、可靠且镶有特制滤光镜片的防护面罩。（滤光镜片对强可见光、红外线、紫外线应有良好的吸收或反射能力）。3 .为防止焊接弧光伤人，操作时要注意避闪周围人员。4 .若发生因电弧光引起电光性眼炎，应及时去医院就医，也可采用凉物敷盖法,冰水浸敷法等。三.焊工劳动保护1 .焊工劳动保护的必要性焊接过程中会产生一些有害气体，烟尘，金属蒸汽等有物质，对人极为不利，易使人造成呼吸、神经系统损伤；尘肺;氟中毒;钛中毒;不锈钢烟尘中的格，银等元素有致癌倾向等。9 3年国务院颁布 关于加强企业生产中安全工作的儿项规定中已明确 规 定“焊工属特殊工种必须进行专门的安全操作技术训练工2 .焊接危害及防护1）焊接危害金属焊接的种类很多，产生的危害也不相同。熔焊是我国工业领域中使用最广的焊域方法。在这只对电弧焊的危害作一介绍。手工电弧焊手工电弧焊接时产生的烟尘危害最大。电弧焊烟尘：是由金属及非金属物质在过热条件下产生的蒸气经氧化。冷凝而形成的，它对人体危害极大。一 般 5 u m 以下的尘粒对人体危害性最大，其中直径1 U m 左右的尘粒直接侵入呼吸道深部，并在肺泡内沉积。是患尘肺病主要原因。低氢型焊条对人体的有害性大于非低氢型。（酸性焊条的烟尘料子,在凝聚、自然沉降后，一般凝集为絮状形态，粒径从数微米到二十多微米，碱性低氢型焊条的烟尘粒子，在同样条件下一般呈碎片形态，粒径大都在1 u m 左右。并且，焊条药条皮中一 般 含 10%20%氟，氟化物对人体具有一定危害。）CO2气体保护焊其危害主要来自CO2,由于它无色无味，有窒息性,可使人因缺氧而引起中毒，产生的有害气体有CO、NO2和 0。氮弧焊臭氧是主要有害气体，其浓度可达每立方米几十毫克，对人体的呼吸系统和神经有刺激危害。另一种产生的有害气体是N O 2,毒性为 N O 的 45 倍，可引起哮喘、肺水肿。焊工尘肺是一种职业病，发病工龄一般10年以上，平 均 1520年左右，工龄越长，发病率越高。另外，焊工接触臭氧，氮氧化物,或氯煌氟塑料均可引起急、慢性呼吸道疾病，如肺水肿、肺炎、急性支气炎、咽炎、咳嗽和胸闷等。氟中毒会导致人全骨骼的变质硬化。2）焊接防护为有效防止有害物质对人体的伤害，通常可采用焊接通风和个人防护等措施加以解决。焊接通风措施:焊接通风：是通过通风系统，向作业场所送入新鲜空气，或将作业区域内的有害气体排出，从而降低工作区域烟尘及有害气体浓度。使其符合国家卫生标准，以达到改善作业环境，保护工人健康的目的。一般焊接通风可分类如下：”全面自然通风r全 面 通 风、全面机械通风焊接通风 18MnMoNb等。IV类 高 格 钢俄供钢材牌号有 08X13、05X12H2M、06X12H3 A 06X12H3 A ”、08X14M 小、07X16H4E 等中国钢材牌号有0Crl3、lCrl3.2Crl3等V类 银 钢VI类奥氏体不锈钢俄方钢材牌号有 08X18H9、09X18H9 10X18H9,08X18H10T.12X18H10T.08X18H10、08X16H11M3,12X18H9T等中 方 钢 材 牌 号 有 lCrl8Ni9Ti、0Crl8NiTi9、0Crl8NillTi 0Crl9NillNb,0Crl7Nil2Mo2、0Cr9Nil3Mo3vn类银基合金vni类 有色金属 铜、铜合金、铝及铝合金IX类 特 种 金 属 钛、错、钻二、23公司连云港项目部安装常用的钢材的焊接性能(-)I 类 碳钢 最小屈服强度。sW300Mpa23公司常驻用钢材牌号俄方牌号C235、C245、C255等牌号主要用于结构件支架通风管中方牌号Q235、Q245等牌号主要用于结构件支架通风管。俄方钢材牌号10、15、20、15“、2 0 、2 5 、20K、22K 用于管道安装焊接。中方钢材牌号10、15、20、20g用于管道安装焊接。上述钢材牌号的化学成分机械性能牌号化学成分力 学 性 能 不小于硬度HBS热 处 理状态CSiMnSPNiCrCuo0 s654)a热轧回火后优 10优 15优 20优 15K优 20K优 15、A 类 C235A 类 C245A 类 C255碳钢的焊接工艺特点上述碳钢的牌号不论是普通碳素钢或优质碳素钢，含碳量及合金元素低,对有害元素的含量控制严格，焊接性能比其它类型的钢好。焊接具有以下特点：1）可装配成各种不同接头，适应各种不同位置施焊，且焊接工艺和操作技术比较简单，容易掌握；2）焊前不需预热。但对核岛安装工程焊接接头，按俄方设计要求和质保要求,核电站设计按4 0 年运行，考虑到焊接接头承受各种应力（机械热应力、腐蚀应力），特别是对于辐照的接头，引起脆化等，应按n HA 3 r-7-009-89,核动力装置的设备和管道焊接和堆焊的基本规则第六章有关规定执行（详见程序 LYG-TM-2069）；3）塑性好，焊缝产生裂纹和气孔的倾向小，可制造大型的构件及受压容器，核电工程用它预制支架、管道、通风管及贮罐；4）对焊接电源没有特殊性要求。交直流电焊机都可以焊接，核电工程对碳钢的焊接接头都选用碱性焊条，只能选用直流电焊机；5）焊接熔池可能受到空气中氧和氮的侵袭，使焊缝金属氧化和氮化。焊缝中有氧化亚铁存在，可能引起热裂纹。但核电工程选材上特别重视选用抗裂性能好的碱性焊条。在技术上，采取较可靠的焊接方法和工艺，从事核电建设的焊工都要经严格的培训取证才能上岗。6）焊接方法：对于低碳钢而言采用任何熔化焊的焊接方法都能满足性能的要求，在核电工程选用的焊接方法有：手工鸨极氮弧焊、手工电弧焊、埋弧自动焊、电渣焊、CO2气体保护焊。（二）II类 低合金钢（硅镒钢）的焊接 最小屈服强度。s300Mpa低合金钢是在碳素钢基础上加入一定量合金元素的钢称合金钢。其合金元素的含量一般不超过5%,以提高钢的强度并保证其具有一定的塑性和韧性，或使钢具有某种特殊性能，如耐低合金钢，可分为高强钢、低温用钢、耐腐蚀钢及珠光体耐热钢四种。本章结合田湾核电站的具体情况只介绍硅镒钢的焊接。田湾核电站安装工程常见硅镒钢的牌号有：俄方钢材牌号：0 9 r2C 15rC 16 rC、20C n中国钢材牌号：16Mn、16MnR、16MnHR 20MnHR上述钢材牌号的化学成份：质量分数钢号化学成分质量分数力学性能CSiMnPSCrNiCu其它o no s65%A k/J-cm209 r1516I6Mn16MnR硅镒钢的焊接工艺特点：这类钢的共同特点是焊缝热影响区具有不同程度的淬硬倾向，焊缝和热影响对冷裂纹都比较敏感。含碳量和合金元素的含量愈高，热影响区的淬硬倾向就愈大，同时金相组织中马氏体成分所占比例就愈多，马氏体是一种硬而脆的组织，不仅对冷裂纹敏感，而且也降低金属韧性。因此在拟定低合金高强钢的焊接工艺时，应以防止接头各区域马氏体组织和冷裂纹形成为基本出发点。首先应是采取预热，降低焊缝和热影响区的冷却速度。其次是建立低氢的焊接条件，包括采用低氢焊接材料，焊条按规定的规范烘干，去除焊接区和焊丝表面的油垢和水分等。然后是采取保持层间温度并进行后热或焊后消氢处理等工艺措施。低合金高强钢焊接中的另一个困难是接头热影响区由于淬硬而变脆，塑性和韧性明显下降。钢材的强度愈高这种倾向愈严重。为确保高强度钢焊接接头的塑性和韧性，除了采用低氢型焊接材料之外，必须注意正确选择焊接热输入量。对于超过一定厚度的低合金高强度钢接头必须采用焊前预热、焊后热处理，降低接头热影响区的硬度，提高塑性和韧性。例 如 16Mn厚度230mm采用手工电弧焊工艺时焊前应预热到100-120C即可，焊接工作结束后，在 600-650C温度范围内作消除应力处理。对于俄方牌号的硅锦钢应按n HA 3 r-7-009-89,核动力装置的设备和管道焊接和堆焊的基本规则第六章有关规定执行（详见程序LYG-TM-2069）（三）不锈钢1.核岛安装中常用的不锈钢牌号俄方牌号有 08 x 18H10 08 x 18H9 08 x 18H10T 10 x 18H10T09x 18H10T 等。r OCT标准不锈钢的钢号化学成分钢材牌号化学成分（质量分数）CSiMnPWswCrNiMoWTir o c T 标准不锈钢铁的热处理及力学性能钢材牌号热处理0 b/MPao s/MPa8%a KJ cm-EMPa硬度HBS奥氏体型2.不锈钢的焊接工艺特点:在不锈钢的焊接中，绝大部分都是奥氏体，不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，高温性能和焊接性能，如果焊材选用不当或者焊接工艺不正确也会出现下列问题：晶间腐蚀它是18-8型 奥 氏 体 钢(如!Crl8Ni9)最危险的破坏形式之一。室温下碳元素在氏体中的溶解度很小，约0.020.03%,而一般不锈钢中含碳量均超过0.020.03%,因此只能在淬火状态下使碳溶在奥氏体中，从而保证钢材具有较高的化学稳定性。但是,这种淬火状态的奥氏体钢是加热到450C-850C或在该温度下长期使用时，就会在腐蚀介质中产生晶间腐蚀。奥氏体钢产生晶间腐蚀一般认为是由于晶粒边界形成贫铭区造成的。其原因是在450C-850C温度下，碳在奥氏体中扩散速度大于铭在奥氏体中的扩散速度。当奥氏体中含碳量超过它在室温的溶 解 度(0.020.03%)后，碳就不断向奥氏体边界扩散，并和铭化合析出碳化铭Cr2c6,但是格的质子半径大，扩散速度慢，来不及向边界扩散，当晶界附近大量的铭和碳化合成碳化铭造成奥氏体晶界贫铭，当晶界附近的金属含铭量低于12%时就失去抗腐蚀的能力。在晶间腐蚀介质的作用即产生晶间腐蚀。奥氏体不锈钢在焊接工艺不当时会在焊缝和热影响区造成晶间腐蚀，因此在焊接工艺上应采取下列措施：1.控制含碳量。碳是造成晶间腐蚀的主要元素，碳含量在0.08%以下时,能够析出碳的含量较少，碳含量大于0.08%时，能够析出碳的量增加，所以控制基本金属和焊材的含碳量在0.08%以下。如 奥107、137田湾核电站选用的焊条3 A-400/10T,焊 丝CB-04X19H11M3,都是超低碳焊材等，另外若奥氏体钢中的含碳量为0.020.03%时，则全部碳溶解在奥氏体中，即便加热450C850也不会形成贫铭区，故不会产生晶间腐蚀。通常所说的超低碳不锈钢，如国产不锈钢牌号00Crl8Ni9,俄方不锈钢牌号 03X18H11,06X18H1K 03X18H12.08X18H10 等。2.添加稳定剂。在钢材和焊材中加Ti、Nb等与碳的亲和力比倍强的元素能够与碳结合成稳定碳化物，从而避免在奥氏体晶界造成贫铭对抗晶间腐蚀能力起十分良好的作用，常用的不锈钢材和焊材都含有T i 和 N b o3 .进行固溶处理。将焊接接头进行固溶处理。方法是在焊后把接头加入 到1 0 5 0 1 1 0 0,此时碳又重新落入奥氏体中然后迅速，稳定奥氏体组织。4 .采用双相组织，在焊缝中加入铁素体形成元素，如铭、铝、硅、铝等以使焊缝造成奥氏体加铁素体的双相组织。因为格在铁素体中扩散速度比奥氏体中快，碳化铝在铁素体内部其附近析出减轻了奥氏体晶界的贫铭现象。般控制焊缝金属中铁素体含量2 8%,如果铁素体过多也会使焊缝金属变脆。5 .减少焊接热输入。在焊接工艺方面，在保证焊缝熔合良好的前提下,尽可能采用小的焊接电流，快的焊接速度，短弧多道焊，先焊一层后，完全冷却后在焊下一层，也就是层间温度的控制。田湾核电站安装工程不锈钢的焊接工艺要求层间温度低于1 0 0,一般焊工施焊过程中，不锈钢焊接层间温度都控制在6 0 以 下（手能摸，再焊下一层）。此外还必须注意焊接次序，尽量不使它受重复热循环作用，另外应注意避免焊接接头过热（例如：打磨焊缝过热发兰色），用大规范，焊条尾部发红，一些有用的保护成份过早挥发，合金元素烧损，也容易形成焊接缺陷。第 五 章 核岛安装使用的焊接材料一、焊材牌号及种类（田湾核电站核岛系统所使用焊接材料）名称 牌号 规格 用途碳钢焊丝 CB-08M2C e 1mm、1.6mm、2mm 碳钢构件，风管、管道、预H08Mn2Si Hmm、1.6mm、2mm 制安装 TIG 焊接碳钢焊条 YOH H H-13/45 2.6mm、3mm、4mm、5mm 碳钢构件,风管、管道J42762.5mm、3mm预制安装SMAW的焊接Y O HM H-13/55 4mm、5mm不锈钢焊丝 CB04X19H11M3 6 1mm、1.6mm、3mmJ567“2.5mm、3mm、4mmnT-30R30763mm、4mm63mm、4mm主管道填充盖面焊接模拟主管道焊接填充盖面堆焊过渡层焊条u u-25/1A30763mm、4mm63mm、4mm主管道堆焊过渡层模拟主管道堆焊过渡层堆焊焊条a A-898/21E 6 3mm、4mmA002 e3mm、4mm主管道堆焊模拟主管道堆焊焊条不锈钢焊条接u Ji-51（1）3mm 4mm主泵壳与主管道连接接头焊（马氏体）焊接G21763mm、4mm模拟主泵壳与主管道连接接头不锈钢构件及管道焊接不锈钢焊条 a A-400/10T 43mm、4mma A-400/10T 小 3 mm、4mmA137异种钢焊丝CB-10X16H25AM66 1.6mm、2mm用于碳钢加不锈钢构件管道焊接焊条 a A-395/9 6 3mm、4mm二.焊材的管理焊接材料管理是保证焊接质量的前提之一，错用焊材会造成潜伏的不合格焊缝，而给工程留下质量隐患，甚至导致核电站运行期间重大事故发生。焊材管理主要从两方面入手：1)外部保证：从外部采购的焊材必须按标准进行验收。验收试验合格方可入库。2)内部控制：严格按程序要求存放烘干，保温及发放。(1)焊材的验收技术部培训室对于俄方采购的焊材依据n HA 3-r-7-010-89核动力装置和管道焊接接头和检验规程进行验收试验。我国的焊材依据LYG-TM-2163焊接填充材料验收进行验收试验，证明其质量达到标准的要求，方可入库，以保证现场使用的成批焊材具有稳定的质量。(2)存放焊材存放的基本要求是使焊材要保持原有的性能。因此要求存放焊材的贮存室内要配置空调、除湿机，室内不允许放置食物或饮料，烘干室的环境应保持清洁卫生，未经过授权人员不得进入。焊材只能以原始未拆封形式存放在烘干室的货架上，货架要求离地面高度不小于300mm,离墙壁距离不小于300mm,每一种批号要用隔板隔开或留有足够的间隙间隔，并用标签注明型号、规格、批号和有效期。(3)烘干和保温烘干员在烘干室中对申请使用的焊接材料进行烘焙。烘干员除去焊条原始包装，然后放进烘干箱并在烘箱门上贴上标签，注明该烘箱每一隔层放置的焊材。标签应指明焊材的型号或牌号、规格、批号、用途，烘箱在同一时间内只允许放入同一牌号的焊条。每一格层只允许放一种规格的焊条。烘干员对每种牌号的焊条进行烘干时，必须根据技术部门编制的程序或指示书规定的温度进行烘干。指示书应放在烘干室内。烘干员应按程序要求及时做好烘干记录。烘干记录内容包括焊条牌号、规格、批号、数量、实际烘焙温度，开始和终止烘焙时间及烘干次数。烘干温度的测量是用经过标定的自动控制测量装置，或用经过标定的手提测量温度表进行测量。每 隔3 0分钟测量并记录一次，烘干时间达到程序或指示书所规定的最小值和最大值范围内，但如果属于同一类型（碳钢或不锈钢）的两种牌号的焊条，保温温度要求近似，则这种焊条分别置于不同隔层，可以放在同一保温箱中，每一格层只允许放入一种规格的焊条。保温温度是技术部编制的程序或指示书规定的温度进行保温。实际保温温度的测量是用经过标定的自动控制和测量装置或是用经过标定的手提测量温度表进行测量，每 隔2小时测量并记录一次。烘干员应按要求及时做好保温记录。记录包括焊接材料放入和取出保温箱的日期和时间、保温温度。对于两种焊条同处于保温箱的情况，实际温度应控制在共同允许的温度范围内。保温时间达到最长时间极限前或者保温温度降到最小温度界限前，烘干员应取出焊条或者发放出去立即使用或者降级使用。用于评定的焊条只允许重复烘干一次。（4）焊材的发放焊工需领取焊条或焊丝时，烘干员应在焊条/焊丝发放记录表上作记录，并由领取人签名。发放记录表至少包括焊工姓名、代号、焊材牌号、规格、批号、分发数量、回返数量等。烘干员发放焊材应将烘干的焊材分别放入焊工个人手用的焊条保温桶或焊丝桶中。烘干员先分焊工交回的剩余焊条然后在发新焊条，以便返回焊条累计保温时不超过规定的最大值。烘干员在保温筒和焊丝筒上应贴上带有焊工姓名和代号、焊材牌号、规格、批号内容的标签。个保温筒或一个焊丝筒中只允许放种牌号的焊条或焊丝。三.焊材的使用1）焊条焊工在工作前应先把焊条保温筒连接在安全变压器接线柱上，将保温筒进行加热。当保温筒内温度升至规定的保温温度时，焊工带上保温