一种核电站密封焊返修方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电站密封焊返修方法及系统，解决了现有技术中核电站密封焊焊缝缺陷返修工艺复杂且焊接风险大的技术问题，所述方法包括：S1、在焊缝缺陷中心线上钻多个第一孔；S2、断开第一孔之间的孔桥形成槽型坡口；S3、在焊缝上距离槽型坡口预设距离的部位，钻第二孔，以为焊接操作面的背面腔室充氩气；S4、对背面腔室进行清洁，并对槽型坡口和第二孔进行返修焊接；S5、对返修焊缝进行外观、液体渗透和水压试验检查；实现了返修焊接工艺简便、提供充足惰性气体保护、排除残留水分，保证焊接质量的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站密封焊返修方法及系统
本专利技术涉及核电站焊接
，尤其涉及一种核电站密封焊返修方法及系统。
技术介绍
焊接是建设核电工程极为重要的制造方法，是核电站制造、安装与服役维护过程中需要确保的关键技术。核岛主要部件均为焊接结构，核岛内主要承压部件，包括反应堆压力壳、蒸发器、稳压器、循环泵及一回路管路，其制造与现场安装均是采用焊接技术。要求核岛焊接构件在高温、高压、辐照及水(汽)质环境下长寿命高安全可靠性的工作，对焊接质量提出了极高的要求。核电工程中所用材料品种很多，母材及焊接材料冶金质量要求极高。核电结构中接头部位和形式复杂，如J形焊接接头，如图1A所示，为核电站控制棒控制机构(CRDM，ControlRodDriveMechanism)的安装示意图，在CPR1000堆型的核电站中CRDM位于反应堆上方，CRDM的耐压壳1设置有内螺纹，反应堆压力容器顶盖接管座2设置有与内螺纹匹配的外螺纹，在安装CRDM的过程中，耐压壳1与反应堆压力容器顶盖接管座2通过内螺纹和外螺纹匹配连接，另外，如图1B所示，为耐压壳1与接管座2的壳体的焊接接头示意图，耐压壳1与接管座2的壳体采用焊接密封(图1B中虚线框圈出的部位即为J形接头)，其焊缝3最终作为反应堆压力容器压力边界的一部分，起到密封的作用。这种在CRDM系统安装的过程中，为保证耐压壳1和接管座2焊缝的密封性使用的一种特殊的焊接方式属于密封焊；该焊缝有母材厚度较薄(1.9±0.1mm)、内部空间狭小、焊后空间相对密封的特点CRDM密封焊缝。然而，在进行CRDM密封焊的过程中，由于电弧焊的自身特性，可能产生不可接受的焊接缺陷。为修复该不可接受缺陷而进行的修复焊接即为密封焊返修。正是由于该处焊缝有内部空间狭小、母材厚度薄、焊接完成后难以从内部进行惰性气体保护等技术困难，CRDM密封焊的返修需要开发专用的焊接方法。目前，针对上述密封焊的缺陷有两种返修方案：第一种返修方案为：采用整体切割重新焊接技术，开发专用切割机械工具，将切割机加持在耐压壳上，刀具对准焊缝，机械旋转将切割焊缝部位，并将焊缝区整体切除重新组装焊接。虽然，第一种返修方案能够保证焊缝质量；但是，对加工尺寸要求精度高，加工后既要保证安装力矩、又需保证组对间隙值，实施较为困难，同时设备需要特殊定制，返修成功率较低，存在返修风险大，周期长，费用高的问题。第二种返修方案为：采用堆焊修复技术，即在有缺陷部位外表面堆焊一层熔敷金属，增大承载截面厚度，保证设备密封不泄露。但是，在焊后检查中发现不可接受的缺陷需进行返修时，因其焊缝有母材厚度较薄(1.9±0.1mm)、内部空间狭小、焊后空间相对密封的特点，对于局部缺陷(长度小于40mm)使用此方案进行返修难以避免以下三个问题：1)缺陷不能完全去除，理论上存在扩展的可能，有再次开裂的风险；2)此方案需对存留在设备内部的缺陷进行理论安全评价，建立评价模型，理论计算过程复杂，评审难度大；3)熔敷金属厚度较大，焊接接头局部存在应力集中，对接头机械性能有不利影响。可见，现有技术中存在，核电站密封焊焊缝缺陷返修工艺复杂且焊接风险大的技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的核电站密封焊焊缝缺陷返修工艺复杂且焊接风险大的技术问题，提供一种核电站密封焊返修方法及系统，实现了返修焊接工艺简便、为不锈钢焊缝背面不可达的背面腔室提供惰性气体保护、排除水压试验后残留水分，保证焊接质量的技术效果。一方面，本专利技术实施例提供了一种核电站密封焊返修方法，所述方法包括步骤：S1、当确定密封焊的焊缝缺陷位置后，基于所述焊缝缺陷位置的轴线，在所述密封焊的焊缝上确定中心线，并在所述中心线上钻多个并排的第一孔；其中，所述多个并排的第一孔中任意两个相邻的孔之间存在孔桥；S2、断开所述孔桥，以在所述焊缝上形成槽型坡口；S3、在所述焊缝上距离所述槽型坡口预设距离的部位，钻第二孔，以为焊接操作面的背面腔室充氩气；S4、对所述背面腔室进行清洁，并对所述槽型坡口和所述第二孔进行返修焊接；S5、在所述返修焊接完成后，对焊缝进行外观、液体渗透和水压试验检查。可选的，在所述步骤S1～S3中，在进行钻磨操作的同时，所述方法还包括：利用吸尘器吸除钻磨过程中形成的杂物。可选的，所述吸尘器包括固定吸嘴和可拆装吸嘴，所述可拆装吸嘴的吸尘端头为与所述槽型坡口形状匹配的中空扁形，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41、将所述可拆装吸嘴安装于所述固定吸嘴上，并将所述吸尘端头与所述槽型坡口匹配对接，以使所述吸尘器吸除钻磨过程中落入所述背面腔室中的杂物；S42、将所述焊缝加热到预设温度，并将充氩管通入所述第二孔内，利用高压氩气和高温将所述背面腔室的残留水分排除干净；S43、利用粘性密封胶带封堵所述槽型坡口的部分槽口，并预留预设长度的槽口作为排气孔；同时，保持充氩时间大于等于第一预设时长；S44、采用手工钨极氩弧焊对所述排气孔进行焊接，同时，逐步揭除所述粘性密封胶带，直至完成对所述槽型坡口的全部槽口的焊接；S45、从所述第二孔中拔掉所述充氩管，立即焊接封堵所述第二孔，保证所述背面腔室的氩气保护效果。可选的，在执行步骤S1～S3时，采用钻头进行钻孔操作，所述钻头上设置有一套筒，用于限制所述钻头的钻孔行程。可选的，在所述步骤S42之后且所述步骤S43之前，所述方法还包括以下步骤：S46、通过温湿计检测所述背面腔室内的残余湿度，获得湿度检测结果；S47、当所述湿度检测结果表明所述背面腔室内残留水分排除干净时，停止对所述焊缝进行加热，并通过所述第二孔持续向所述背面腔室内充氩气，直至所述焊缝的加热区域表面温度缓冷到50℃以下。可选的，在所述步骤S44之后且所述步骤S45之前，所述方法还包括以下步骤：S48、当所述槽型坡口全部焊接完成之后，在返修焊接部位进行一道不填加焊丝的光面焊；S49、继续向所述背面腔室充第二预设时长的氩气。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种核电站密封焊返修系统，所述系统包括：钻孔模块，用于当确定密封焊的焊缝缺陷位置后，基于所述焊缝缺陷位置的轴线，在所述密封焊的焊缝上确定中心线，并在所述中心线上钻多个并排的第一孔；其中，所述多个并排的第一孔中任意两个相邻的孔之间存在孔桥；断开所述孔桥，以在所述焊缝上形成槽型坡口；以及在所述焊缝上距离所述槽型坡口预设距离的部位，钻第二孔，以为焊接操作面的背面腔室充氩气；清洁焊修模块，用于对所述背面腔室进行清洁，并对所述槽型坡口和所述第二孔进行返修焊接；返修检测模块，用于在返修焊接完成后，对焊缝进行外观、液体渗透和水压试验检查。可选的，所述系统还包括：吸尘器，用于在所述钻孔模块进行钻磨操作时，吸除钻磨过程中形成的杂物。可选的，所述吸尘器包括固定吸嘴和可拆装吸嘴，所述可拆装吸嘴的吸尘端头为与所述槽型坡口形状匹配的中空扁形；所述清洁焊修模块，具体包括：改良吸尘单元，用于将所述可拆装吸嘴安装于所述固定吸嘴上，并将所述吸尘端头与所述槽型坡口匹配对接，以使所述吸尘器吸除钻磨过程中落入所述背面腔室中的杂物；除水单元，用于将所述焊缝加热到预设温度，并将充氩管通入所述第二孔内，利用高压氩气和高温将所述背面腔室的残留水分排除干净；焊修单元，用于利用粘性密封胶带封堵所述槽型坡口的部分槽口，并预留预设长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站密封焊返修方法，其特征在于，所述方法包括步骤：S1、当确定密封焊的焊缝缺陷位置后，基于所述焊缝缺陷位置的轴线，在所述密封焊的焊缝上确定中心线，并在所述中心线上钻多个并排的第一孔；其中，所述多个并排的第一孔中任意两个相邻的孔之间存在孔桥；S2、断开所述孔桥，以在所述焊缝上形成槽型坡口；S3、在所述焊缝上距离所述槽型坡口预设距离的部位，钻第二孔，以为焊接操作面的背面腔室充氩气；S4、对所述背面腔室进行清洁，并对所述槽型坡口和所述第二孔进行返修焊接；S5、在所述返修焊接完成后，对焊缝进行外观、液体渗透和水压试验检查。

【技术特征摘要】
1.一种核电站密封焊返修方法，其特征在于，所述方法包括步骤：S1、当确定密封焊的焊缝缺陷位置后，基于所述焊缝缺陷位置的轴线，在所述密封焊的焊缝上确定中心线，并在所述中心线上钻多个并排的第一孔；其中，所述多个并排的第一孔中任意两个相邻的孔之间存在孔桥；S2、断开所述孔桥，以在所述焊缝上形成槽型坡口；S3、在所述焊缝上距离所述槽型坡口预设距离的部位，钻第二孔，以为焊接操作面的背面腔室充氩气；S4、对所述背面腔室进行清洁，并对所述槽型坡口和所述第二孔进行返修焊接；S5、在所述返修焊接完成后，对焊缝进行外观、液体渗透和水压试验检查。2.如权利要求1所述的核电站密封焊返修方法，其特征在于，在所述步骤S1～S3中，在进行钻孔操作的同时，所述方法还包括：利用吸尘器吸除钻孔过程中形成的杂物。3.如权利要求2所述的核电站密封焊返修方法，其特征在于，所述吸尘器包括固定吸嘴和可拆装吸嘴，所述可拆装吸嘴的吸尘端头为与所述槽型坡口形状匹配的中空扁形，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41、将所述可拆装吸嘴安装于所述固定吸嘴上，并将所述吸尘端头与所述槽型坡口匹配对接，以使所述吸尘器吸除钻孔过程中落入所述背面腔室中的杂物；S42、将所述焊缝加热到预设温度，并将充氩管通入所述第二孔内，利用高压氩气和高温将所述背面腔室的残留水分排除干净；S43、利用粘性密封胶带封堵所述槽型坡口的部分槽口，并预留预设长度的槽口作为排气孔；同时，保持充氩时间大于等于第一预设时长；S44、采用手工钨极氩弧焊对所述排气孔进行焊接，同时，逐步揭除所述粘性密封胶带，直至完成对所述槽型坡口的全部槽口的焊接；S45、从所述第二孔中拔掉所述充氩管，立即焊接封堵所述第二孔，保证所述背面腔室的氩气保护效果。4.如权利要求1～3任一权项所述的核电站密封焊返修方法，其特征在于，在执行步骤S1～S3时，采用钻头进行钻孔操作，所述钻头上设置有一套筒，用于限制所述钻头的钻孔行程。5.如权利要求3所述的核电站密封焊返修方法，其特征在于，在所述步骤S42之后且所述步骤S43之前，所述方法还包括以下步骤：S46、通过温湿计检测所述背面腔室内的残余湿度，获得湿度检测结果；S47、当所述湿度检测结果表明所述背面腔室内残留水分排除干净时，停止对所述焊缝进行加热，并通过所述第二孔持续向所述背面腔室内充氩气，直至所述焊缝的加热区域表面温度缓冷到50℃以下。6.如权利要求3所述的核电站密封焊返修方法，其特征在于，在所述步骤S44之后且所述步骤S45之前，所述方法还包括以下步骤：S48、当所述槽型坡口全部焊接完成之后，在返修焊接部位进行一道不填加焊丝的光面焊；S49、继续向所述背面腔室充第二预设时长的氩气。7.一种核电站密封焊返修系统，其特征在于，所述系统包...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠维山，杜文浩，钟华，李予卫，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44