电竞比分网-中国电竞赛事及体育赛事平台

分享

反應堆壓力容器CRDM管座法蘭與貫穿件對接焊工藝研究

 GXF360 2019-10-26

0 前言

反應堆壓力容器(RPV)是核電站的關鍵核島主設備,其焊接質量直接影響整個核電站安全及壽命。壓水堆控制棒驅動機構(CRDM)是核反應堆系統(tǒng)中重要的機械設備,不僅是一回路冷卻劑承壓邊界,而且是輻射防護的第二道屏障,因此對整個反應堆系統(tǒng)壓力邊界的完整性有重要影響,焊縫往往是薄弱環(huán)節(jié),因此必須通過保證焊接質量進而保證無任何冷卻劑泄露[1-3]。大量CRDM貫穿件存在于 CPR1000 類型、華龍一號類型、AP1000類型反應堆壓力容器中。RPV各部件焊縫中,CRDM貫穿件與管座法蘭焊縫屬于壓力邊界承壓焊縫,需要面對高溫、高壓、強烈中子輻照等惡劣的服役工況,所以對接頭完整性、力學性能、耐腐蝕性等具有較高的要求,甚至對焊后產品的變形量也具有嚴格要求。

此外,CRDM貫穿件與管座法蘭焊縫為異種材料對接焊縫,管座貫穿件為Inconel 690鎳基合金,管座法蘭為06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼。兩種材料成分差別較大,焊縫成分復雜,不僅易形成不良組織,顯著降低焊接接頭的力學性能和耐蝕性,而且采用鎳基合金焊接材料,易產生熱裂紋和再熱裂紋[4-8]。

定義5 先行事件和照應事件 面向事件的中文文本中如果存在事件間的指代關系,表達較為具體的事件稱為先行事件,表達較為抽象的事件稱為照應事件.事件的具體和抽象的判別與事件所包含的要素是否齊全有關,即事件的對象、環(huán)境和時間要素是否缺省.

國內一些制造廠在坡口設計時采用了深度為35 mm的窄間隙坡口。對于焊接設備而言,采用常規(guī)的窄間隙TIG焊槍可以保證深窄坡口內的良好保護效果,但在坡口表面時還需更換常規(guī)TIG焊槍,增加了設備操作的復雜性,進而降低設備利用率。

社會責任意識的形成需要教師在日常生物教學中就有意識的搜集相關材料對學生進行滲透內化。如社會熱點轉基因食品,培養(yǎng)學生關注生物技術的應用;如科學家袁隆平的貢獻,培養(yǎng)學生社會責任意識;再如以食物保存方法為內容,培養(yǎng)學生應用所學知識解決現(xiàn)實生活問題的能力。

針對上述難點,文中研制了一套適用于CRDM貫穿件與管座法蘭窄間隙TIG焊接的專用焊槍,并開展了工藝驗證試驗,結果表明采用該焊槍焊接的焊縫化學成分、力學性能、腐蝕性能、接頭完整性等方面均滿足制造廠技術條件考核指標。

一些頗具規(guī)模的家族企業(yè)在接班過程中都不同程度地遭受了失敗,一再驗證了“富不過三代”的俗語。因此,如何通過接班人選擇,在避免風險的同時,將最有能力者置于家族企業(yè)管理層的頂端,進行企業(yè)權力的順利交接,實現(xiàn)企業(yè)的良性發(fā)展,已成為一個非?,F(xiàn)實的問題。用家族成員可以實現(xiàn)企業(yè)穩(wěn)定,用外部成員可以解決企業(yè)發(fā)展,[1]家族企業(yè)在不同的發(fā)展階段,需要對三種主要的接班模式進行選擇,按照科學的企業(yè)接班機制,順利完成接班過程。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選用規(guī)格為外徑φ110 mm、壁厚40 mm的Inconel 690鎳基合金管以及外徑φ110 mm、壁厚40 mm的06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼。采用的焊接材料為φ0.9 mm規(guī)格的ERNiCrFe-7鎳基合金焊絲,該焊絲成分與Inconel 690母材基本一致,但由于鎳基合金焊縫對熱裂紋較為敏感,需要嚴格控制06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼管材的S,P,Si等雜質含量,具體化學成分見表1。坡口設計如圖1所示。

表1 試驗材料化學成分(質量分數(shù),%)

材料NiCrFeSPSiInconel690鎳基合金管余量27.0~31.08.0~11.0≤0.015≤0.015≤0.5006Cr18Ni11Ti不銹鋼管9.0~12.017.0~19.0余量≤0.015≤0.020≤0.50ERNiCrFe-7焊絲余量28.5~30.08.0~12.0≤0.010≤0.010≤0.20

圖1 焊接坡口設計以及試板解剖圖

1.2 焊接工藝確定

考慮到06Cr18Ni11Ti不銹鋼與鎳基合金焊接過程中存在熱裂紋敏感性高、變形量大、易過熱出現(xiàn)δ相等問題。在制定焊接工藝時,需要嚴格控制熱輸入,在保證工藝性的基礎上,盡量采用較小熱輸入焊接。一方面可以降低稀釋率,使06Cr18Ni11Ti不銹鋼中更少的S,P進入焊縫;另一方面可以防止過熱,減少變形量。在前期工藝摸索的基礎上,最終制定了TIG焊工藝,具體參數(shù)見表2。

由于CRDM管坡口為深35 mm的窄間隙坡口,若使用常規(guī)窄間隙熱絲TIG焊槍,由于其只能在深、窄坡口產生良好的保護效果,在焊接到坡口表面之后需更換普通熱絲TIG焊槍,不僅增加設備成本,而且增加了操作的復雜性。文中針對該坡口設計了專用焊槍,既可以焊接深、窄坡口,也可以焊接坡口表面,均能達到良好的保護效果,如圖2所示。

表2 焊接工藝參數(shù)

焊接電流I/A電弧電壓U/V焊接速度v/(mm·min-1)送絲速度v送/(mm·min-1)氬氣流量Q/(L·min-1)1901212080018

圖2 專用焊槍

1.3 試驗方法

焊接完成后解剖試件進行焊縫化學成分分析、接頭力學性能試驗、接頭晶間腐蝕性能試驗和接頭金相檢驗等。采用的試驗設備有電子拉伸試驗機、金相顯微鏡(OLYMPUS GX51)等。

2 試驗結果與分析

2.1 化學成分

按照GB/T 223.5—2008《鋼鐵 酸溶硅和全硅含量的測定 還原型硅鉬鹽分光光度法》對CRDM管座法蘭與貫穿件環(huán)焊縫進行了化學成分分析,結果見表2。由表2可見,各元素滿足技術條件指標要求,通過控制06Cr18Ni11Ti不銹鋼管成分和焊接工藝,保證了焊縫的低S,P含量。

基于智能手機的移動感知正成為近年來國內外的研究熱點[3],利用移動通信網(wǎng)絡與醫(yī)療信息網(wǎng)絡融合技術,以及信息集成技術,將醫(yī)療服務系統(tǒng)進行整合,可以為患者提供更為便捷的醫(yī)療服務[4]。針對高血壓病程長、治愈率低、復發(fā)率高的問題,本文對基于Android平臺的高血壓監(jiān)測預警系統(tǒng)進行設計研究,以期望用戶能夠及時了解自身血壓、心率等身體信息,出現(xiàn)危險狀況能夠及時就醫(yī),在一定程度上提高患者生活質量。

2.2 力學性能

分別按照GB/T 2651—2008《焊接接頭拉伸試驗方法》、GB/T 4338—2006《金屬材料 高溫拉伸試驗方法》標準對環(huán)焊縫接頭進行了室溫、350 ℃高溫拉伸性能試驗,試驗結果見表3??估瓘姸取⑶姸染霞夹g指標要求,室溫、350 ℃高溫拉伸試件均斷裂于母材位置。

表2 焊縫化學成分(質量分數(shù),%)

項目CSiMnSPNiCr要求值≤0.04≤0.50≤1.0≤0.010≤0.010余量28.00~31.50實測值0.030.230.830.00190.005657.1429.35項目FeNbAlTiCuCoMo要求值8.00~12.00≤0.10≤1.10≤1.00≤0.20≤0.05≤0.50實測值10.870.010.490.560.0340.00450.014

表3 室溫、350 ℃高溫拉伸性能

項目試驗溫度T/℃抗拉強度Rm/MPa屈服強度Rp0.2/MPa斷裂位置要求值室溫≥520≥205—350≥390≥125—實測值室溫675338母材350410225母材

對于彎曲性能,技術條件要求彎曲后試件拉伸面不允許出現(xiàn)明顯開裂,裂紋尺寸≤0.4 mm,裂紋數(shù)量≤3處,且單個裂紋、氣孔、夾渣長度≤2 mm。按照GB/T 2653—2008《焊接接頭彎曲試驗方法》對環(huán)焊縫接頭進行了橫向面彎、背彎、側彎性能試驗,結果見表4。由表4可知,面彎、背彎、側彎結果均合格。

展示宣傳是游客中心的主要功能之一。參考國內的鄉(xiāng)村旅游地游客中心建設現(xiàn)狀,相對于一般景區(qū)內的游客中心,鄉(xiāng)村旅游地游客中心較為關注在鄉(xiāng)村文化、景觀、餐飲等方面的宣傳,以宣傳圖冊、櫥窗、多媒體、導游介紹等形式展現(xiàn)。大峽谷村游客中心在宣傳方式、宣傳資料、宣傳渠道等方面都存在較為明顯的滯后性,影響游客對于有效信息的獲取和主客之間的雙向溝通。

表4 彎曲性能試驗結果

彎曲形式試樣尺寸/(mm×mm)壓頭直徑d/mm彎曲角度α(°)結果橫向面彎16×3064180合格橫向背彎16×3064180合格橫向側彎10×1640180合格

按照GB/T 2650—2008《焊接接頭沖擊試驗方法》對環(huán)焊縫接頭中焊縫及接頭兩側HAZ進行了室溫沖擊性能試驗,結果見表5。焊縫及接頭兩側的沖擊韌性良好,要求沖擊性能≥60 J,裕量較大。

按照GB/T 2654—2008《焊接接頭硬度試驗方法》對環(huán)焊縫接頭進行了維氏硬度試驗,硬度測定點分布圖如圖3所示。硬度試驗結果見表6,滿足≥320 HV10的技術指標要求。

表5 室溫沖擊吸收能量 J

位置實測值平均值鎳基合金側HAZ209,197,214207焊縫197,186,209197不銹鋼側HAZ180,176,179178

圖3 硬度測定點分布

表6 室溫下硬度試驗結果

HV10

位置維氏硬度鎳基合金母材204,202,205鎳基合金HAZ203,231,221焊縫207,199,217,213不銹鋼HAZ196,199,168不銹鋼母材192,195,186

由表6可知,包括兩側母材、HAZ、焊縫在內的接頭各區(qū)域均滿足技術指標要求。與鎳基合金母材硬度相比,鎳基合金一側HAZ硬度略顯偏高,而不銹鋼一側HAZ與不銹鋼母材相比沒有明顯變化。

2.3 金相組織

按照GB/T 13298—1991《金屬顯微組織檢驗方法》以及GB/T 226—1991《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法》對接頭分別進行了微觀和宏觀檢驗。

第二孔至第四孔窯洞,均為開間3.9m,進深7.7m,高3.7m的縱窯形式,室內長寬比約為2 : 1,南面開門窗,窯臉頂端開有小孔,既可通風透氣,又可增加室內采光。此三孔窯中,僅有第二孔窯北側開門通向橫窯,且室內沒有炕灶痕跡,應做起居室或書房使用。第三孔在窗下有清晰土炕遺跡,此間窯洞應為臥室,在北墻上有一處較大壁龕,突出墻體一磚,用來存放日常用品,并具有很強的裝飾效果(圖9);第四孔窯洞北墻也有壁龕,且有暗格,是存放重要器具或賬本的櫥柜(圖10),結合對多位較年長村民的調查問詢,判斷此處是售賣糧食的店鋪前廳,在此處進行交易協(xié)商,之后由工人進入第五孔窯洞裝載糧食,再回到此處完成交易。

經研磨、CuSO4-HCl-H2O試劑擦拭后,宏觀形貌如圖4所示,接頭完整,未見裂紋、未熔合、未焊透、氣孔、夾渣等焊接缺陷。

圖4 宏觀形貌

經研磨、拋光、10%鉻酸電解浸蝕后,接頭各部分金相組織形貌如圖5所示。圖5a中焊縫組織為典型的柱狀晶γ相,在枝晶間分布有一定的析出物。圖5b為接頭Inconel 690鎳基合金母材一側熔合區(qū)形貌,熔合良好,Inconel 690一側HAZ晶粒呈不規(guī)則變形。圖5c為接頭06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼母材一側熔合區(qū)形貌,熔合良好,06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼一側HAZ為奧氏體+少量δ鐵素體。

圖5 接頭微觀金相組織形貌

2.4 晶間腐蝕

按照GB/T 15260—1994《鎳基合金晶間腐蝕試驗方法》B法對接頭進行了晶間腐蝕試驗,一件為焊態(tài),一件為焊態(tài)+敏化態(tài),敏化制度:700 ℃±10 ℃,加熱時間≤5 min,保溫30 min,緩冷至500 ℃后空冷。

兩件試樣Inconel 690鎳基合金側熔合線位置在彎曲后,彎曲面未見晶間腐蝕傾向。

3 結論

(1)相比于常規(guī)窄間隙TIG焊槍,研制的CRDM貫穿件與管座法蘭窄間隙TIG焊專用焊槍不僅在整個接頭焊接過程可以保證良好的保護效果,而且可以大幅提高效率、顯著節(jié)約成本。

(2)工藝驗證試驗結果表明,接頭的化學成分、力學性能、接頭完整性、晶間腐蝕試驗結果均滿足產品制造技術要求。

參考文獻

[1] 楊志鵬, 吳義黨, 劉鳴宇. 反應堆壓力容器貫穿件管座焊接技術及工藝優(yōu)化[J]. 金屬加工(熱加工), 2012,22:41-43.

[2] 張斌, 張其先, 鐘本路. AP1000反應堆壓力容器管座管穿件焊接技術[J]. 熱加工工藝, 2014(13):207-209.

[3] 羅英, 米小琴, 魏亞東,等. 秦山核電二期工程反應堆壓力容器管座焊縫設計和制造[C].全國核材料學術交流會.成都,2006:128-132.

[4] 蘭銀輝, 熊少陽, 尤磊, 等 壓水堆核電站控制棒驅動機構金屬材料設計[J]. 熱處理技術與裝備, 2011, 32(6):24-28.

[5] 劉恩清, 高永光, 高殿寶. AP1000與CPR1000反應堆壓力容器結構和制造技術差異簡析[C].哈爾濱:中國核學會2013年學術年會,2013:688-692.

[6] 魯雪梅, 劉恩清, 周英順, 等. 300MW核反應堆壓力容器產品頂蓋與驅動機構管座異種金屬的焊接技術[J]. 一重技術, 1997,72(2):23-25.

[7] 劉國徽, 李進. 第三代核電AP1000反應堆壓力容器焊接技術解析[J]. 焊接技術, 2015,44(6):66-68.

[8] 劉國徽, 李進. 百萬千瓦級機組核反應堆壓力容器焊接監(jiān)造[J]. 焊接技術, 2015,44(2):70-73.

    本站是提供個人知識管理的網(wǎng)絡存儲空間,所有內容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點。請注意甄別內容中的聯(lián)系方式、誘導購買等信息,謹防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權內容,請點擊一鍵舉報。
    轉藏 分享 獻花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章