一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法技术

本发明专利技术公开了一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，将焊道布置为3层，逐层堆焊处理防止焊接气胀，降低焊接风险，且本方案基于ASME和RCC

【技术实现步骤摘要】
一种控制棒驱动机构下部
Ω
密封焊缝堆焊方法


[0001]本专利技术涉及堆焊维修工艺
，具体涉及一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法。

技术介绍

[0002]控制棒驱动机构(简称CRDM)是核电厂反应堆控制和保护系统中极为重要的伺服机构，用于实现反应堆启动、提升功率、保持功率、负荷跟踪、正常停堆和紧急事故停堆等安全功能；CRDM下部的耐压壳是核电站一回路的压力边界。CRDM安装在压力容器接管座上方，其耐压壳与压力容器接管座采用Ω密封焊连接；控制棒驱动机构下部Ω焊缝具体结构如图1 所示。
[0003]据国内外核电厂运行经验反馈，国内外的多个M310机组CRDM下部Ω焊缝，随机组运行时间的延续已多次出现泄漏，
[0004]此前国内现有的多家M310机组已明确提出了下部CRDMΩ焊缝维修需求，然而目前未有一家技术团体详细研究掌握控制棒驱动机构下部的Ω焊缝堆焊维修技术，我国的技术缺口和旺盛的市场需求之间形成了鲜明的对比。
[0005]经过调研，发现国内已开展了国内某种压水堆核电厂控制棒驱动机构上部Ω密封焊缝堆焊维修工艺研发，该研究采用堆焊2层实验，焊接部位、堆焊层数均与针对于控制棒驱动机构上部的Ω密封焊缝堆焊；国际上研究学者开展了基于ASME标准的钨极氩弧焊GTAW/TIG)，焊接材料均为625合金，其焊接方式存在一定的弊端，焊接受热不均匀，焊接区域上部下部膨胀不一致等。
[0006]鉴于此，本专利技术提供一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法。
专利技术内容
[0007]本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术主要针对于控制棒驱动机构上部的Ω密封焊缝堆焊工艺，而随机组运行时间的延续控制棒驱动机构下部Ω焊缝也多次出现泄漏，基于ASME 标准的钨极氩弧焊焊接方式存在一定的弊端，焊接受热不均匀，焊接区域上部下部膨胀不一致等，本专利技术目的在于提供一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，以解决上述问题。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0009]本专利技术提供一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，包括：
[0010]步骤一：对Ω密封焊缝进行焊前预处理并记录焊前尺寸；
[0011]步骤二：布置3层焊道，并逐层堆焊Ω密封焊缝，逐层堆焊过程中分别基于ASME标准和RCC
‑
M标准进行逐层目视检验和逐层渗透检验；
[0012]步骤三：基于焊前尺寸对堆焊完的Ω密封焊缝开展焊后尺寸检验，并对堆焊完的Ω密封焊缝开展焊后检验。
[0013]本方案工作原理：现有技术主要针对于控制棒驱动机构上部的Ω密封焊缝堆焊工
艺，而随机组运行时间的延续控制棒驱动机构下部Ω焊缝也多次出现泄漏，基于ASME标准的钨极氩弧焊焊接方式存在一定的弊端，焊接受热不均匀，焊接区域上部下部膨胀不一致等风险；而本专利技术将焊道布置为3层，逐层堆焊防止焊接气胀，降低焊接风险，且本方案基于ASME和 RCC
‑
M双标准体系，适用范围更广，可为M310机组国内维修CRDMΩ密封焊缝维修提供快速地应急响应，降低核电运维成本，确保核电厂的安全运行提供技术保障，为运行和决策提供更好的远程技术支持，对我国三代核电自主化进程具有良好的促进意义。
[0014]进一步优化方案为，步骤一包括：
[0015]对Ω密封焊缝待焊表面进行清理，使得待焊表面及两侧10mm区域内无焊接杂质；
[0016]对Ω密封焊缝待焊表面进行焊前目视检验和渗透检验，掌握Ω密封焊缝焊前状态；
[0017]在Ω密封焊缝中间位置钻入2个直径≤2mm的通孔。
[0018]清理Ω密封焊缝待焊表面，保证待焊表面及两侧约各10mm区域内无水、铁锈、油污、积渣和其他影响焊接的杂质。
[0019]为防止逐层堆焊过程中产生气胀，在Ω密封焊缝中间位置钻入2个直径不超过2mm的孔。焊接前将焊接机头吊装至合适位置并夹持固定在CRDM耐压壳上。
[0020]每层焊完后开展目视、渗透检验，参考ASME(2007版)、RCC
‑
M(2000版+2002补遗)以及核岛安装工程相关标准，制定以下评判要求：
[0021]逐层目视检验的要求包括：
[0022]焊缝表面存在焊瘤、未填满、未焊透、咬边、塌陷、缩沟、蜂窝状缺陷、局部隆起或有夹杂物时，堆焊不合格。
[0023]逐层渗透检验的要求包括：
[0024]在焊缝区域有渗透显示时，堆焊不合格；
[0025]在焊缝区域以外，有尺寸大于1.5mm的渗透显示，或尺寸小于1.5mm但其间距小于3mm 渗透显示时，堆焊不合格。
[0026]用以上工艺堆焊完成的试验件通过了逐层目视、渗透检验。
[0027]进一步优化方案为，记录焊前尺寸的方法为：
[0028]在Ω密封焊缝中心处选取多个测量点，记录所有测量点的位置；
[0029]分别测量各测量点到密封鞘外壁的水平距离，取其平均值记为焊前尺寸h1。
[0030]进一步优化方案为，选取测量点的方法为：
[0031]以密封鞘连接待焊表面的平面A为测量基准，在与平面A距离D处选取4个测量点，D 的值为12
±
0.2mm。4个测量点之间的间距可以相等，也可以不等，只要保证不密集选取即可。
[0032]进一步优化方案为，步骤二包括：
[0033]第1层焊道以通孔为中心，从密封鞘和控制棒驱动机构管座两侧至中间顺序堆焊 ERNiCrFe
‑
7A；
[0034]第2焊道和第3层焊道均按照控制棒驱动机构管座向密封鞘的方向顺序堆焊ERNiCrFe
‑
7A；在堆焊第3层焊道时密封通孔。从两侧至中间的顺序焊接，第二、三层焊道顺序均为自下而上焊接，最后一道封孔保证在堆焊过程中受热均匀，堆焊部位上方和下方受热均匀，膨胀一致，不会给焊接过程造成视觉误差，降低焊接风险。
[0035]进一步优化方案为，顺序堆焊ERNiCrFe
‑
7A过程中的工艺参数为：
[0036][0037]进一步优化方案为，所述焊后尺寸检验包括：
[0038]选取与焊前尺寸测量相同的多个测量点d，分别测量各点与外壁B的水平距离，并取其平均值，并将其记为焊后尺寸h2；
[0039]计算堆焊焊缝高度
△
h＝h2
‑
h1，当
△
h≥3.2mm时，堆焊合格。
[0040]根据ASME标准(2007版)B&PV XI篇IWB
‑
3640、附录C5000及ASME Code Case N
‑
504
‑
2 等相关规范，开展堆焊层厚度设计计算、堆焊结构力学分析与评定、疲劳性能评价、强度评价及安定性评价，计算得M310机组控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊最小厚度为3.20mm，因此焊后尺寸检验过程以3.2mm为堆焊焊缝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，其特征在于，包括：步骤一：对Ω密封焊缝进行焊前预处理并记录焊前尺寸；步骤二：布置3层焊道，并逐层堆焊Ω密封焊缝，逐层堆焊过程中分别基于ASME标准和RCC
‑
M标准进行逐层目视检验和逐层渗透检验；步骤三：基于焊前尺寸对堆焊完的Ω密封焊缝开展焊后尺寸检验，并对堆焊完的Ω密封焊缝开展焊后检验。2.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，其特征在于，步骤一包括：对Ω密封焊缝待焊表面进行清理，使得待焊表面及两侧10mm区域内无焊接杂质；对Ω密封焊缝待焊表面进行焊前目视检验和渗透检验，掌握Ω密封焊缝焊前状态；在Ω密封焊缝中间位置钻入2个直径≤2mm的通孔。3.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，其特征在于，逐层目视检验的要求包括：焊缝表面存在焊瘤、未填满、未焊透、咬边、塌陷、缩沟、蜂窝状缺陷、局部隆起或有夹杂物时，堆焊不合格。4.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，其特征在于，逐层渗透检验的要求包括：在焊缝区域有渗透显示时，堆焊不合格；在焊缝区域以外，有尺寸大于1.5mm的渗透显示，或尺寸小于1.5mm但其间距小于3mm渗透显示时，堆焊不合格。5.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构下部Ω密封焊缝堆焊方法，其特征在于，记录焊前尺寸的方法为：在Ω密封焊缝中心处选取多个测量点，记录所有测量点的位置；分别测量各测量点到密封鞘外壁的水平距离，取其平...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍建文，芦丽莉，林方强，薛谦，叶义海，王建，许锋，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：