CN107511559B - 一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法及焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法以及焊接工艺，属于核电站建造技术领域。墙面覆面采用模块化制作安装，合理的墙面覆面安装顺序，可以实现不锈钢水池覆面板安装变形降低，效率提高；底板覆面安装在墙面覆面就位安装完成后进行，通过利用预埋板的刚性固定，并采用合理的焊接工艺顺序，可以实现底板焊接变形的有效控制；在水池安装焊接过程中采用FCAW自动或半自动焊接工艺极大地提高了施工效率，缩短施工周期。本发明所述的核电双相不锈钢水池的安装方法以及FCAW自动或半自动焊接工艺适用于核电大型双相不锈钢水池及类似结构中厚钢板的覆面安装。

Description

一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法及焊接工艺
技术领域
本发明涉及核电不锈钢水池安装技术领域，具体涉及一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法及焊接工艺。
背景技术
大型先进压水堆CAP1400核电站双相不锈钢水池由墙面及底板组成，钢覆面材质为双相不锈钢，厚度14-25mm。墙面及底板尺寸大、结构复杂，不合理的安装及焊接顺序极易造成水池变形超差，影响水池的使用功能。同时，因覆面板较厚，焊接填充量较大，采用传统的手工电弧焊工艺，不仅需投入大量的高技能焊工进行施工，而且焊接质量不易保证，影响施工效率以及施工质量。发明专利《核电站不锈钢水池覆面组焊结构及自动焊接方法》(授权公告号：CN103280251B)提供了一种核电不锈钢水池的自动焊焊接方法，但该焊接方法为TIG自动焊,其焊接效率较低，适用于覆面为薄板的不锈钢水池焊接。发明专利《一种双相不锈钢现场横焊方法》(授权公告号：CN106001859A)公布了一种双相不锈钢现场横焊的方法，该方法为氩弧焊与手工焊组合焊接，其对现场的组对要求较高，且焊接效率较低。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术状况，提供一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法以及自动焊或半自动焊工艺。本发明根据水池的结构形式，对墙面采用了模块化的安装方法，既提高了安装效率，又保证了焊接质量；对水池底板采用了分块拼装的安装方法，并根据其结构形式，采用了合理的焊接顺序，可有效控制焊接变形；同时，在安装过程中采用了FCAW自动焊或半自动焊工艺，使得焊缝质量得到保证的同时，减少人员投入，缩短施工工期，大大节约施工成本。
为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：
一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，水池覆面板材质为A240S32101双相不锈钢，根据水池结构形式，将水池覆面安装分为墙面及底板安装两部分；墙面覆面采用模块化制作的方法，预先在现场进行拼装，拼装后吊装就位，安装于核电站内部，然后安装水池底板覆面；
所述墙面覆面的安装包括单层墙面覆面安装和双层墙面覆面安装，根据不锈钢水池的具体结构组成选择为单层墙面覆面安装的部分或双层墙面覆面安装的部分；所述单层墙面覆面安装包括以下步骤：子模块覆面板与加固型钢拼装焊接、模块拼装焊接、整体吊装就位、安装；所述双层墙面覆面安装包括以下步骤：模块横缝焊接、模块立缝焊接、模块平缝焊接和整体吊装就位、安装；所述水池底板覆面的安装包括以下步骤：预埋件焊接，提供刚性固定、覆面对接安装焊接、底板覆面与墙面覆面安装焊接。
单层墙面覆面安装的拼装焊接顺序为：单层覆面拼接从焊缝中间向两边施焊，并分段退焊；双层墙面覆面安装的拼装焊接顺序为：双层覆面对称施焊，同时从中间向两端施焊，并分段退焊；底板安装焊接顺序为：预埋板焊接→底板覆面板与预埋板焊接→底板覆面板拼接焊接→底板覆面板与墙面焊接。
所述单层墙面覆面安装采用单面坡口不带垫板接头形式，使用SMAW(手工电弧焊)焊接工艺进行打底以及自动或半自动FCAW(药芯焊丝气体保护焊)焊接工艺填充盖面；或者，单层墙面分块板拼装焊缝也可采用双面坡口接头形式，使用自动或半自动FCAW(药芯焊丝气体保护焊)焊接工艺；所述双层墙面覆面安装时，双层墙面拼接焊缝采用单面坡口带垫板接头形式，采用自动或半自动FCAW焊接工艺进行打底、填充、盖面。
所述的单层墙面分块板拼装，其焊接位置为立焊，单面坡口角度为50±10°，组对的两边钢板坡口角度均为25±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm；双面坡口角度为40±10°，组对的两边钢板坡口角度均为20±5°，组对间隙为2-5mm，钝边为0～2mm。
所述的单层墙面分块板拼装，其焊接规范为：SMAW：焊接电源极性为直流反接，焊条直径为3.2mm，焊接电流为80～100A，焊接电压为18～25V，焊接速度为15～25cm/min；FCAW：焊接电源极性为直流反接，焊丝直径1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min。
所述的双层墙面分块板拼装，其焊接位置包括平焊、横焊、立焊；平焊及立焊坡口角度为50±10°，组对的两边钢板坡口角度均为25±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm；横缝坡口角度为45±10°，组对的上部钢板坡口角度为35±5°，下部钢板坡口角度为10±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm。
所述的双层墙面分块板拼装，其焊接规范为：FCAW：焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min。
所述的底板安装，其焊接位置为平焊，接头形式分为三种：①钢覆面对接：单面带垫板接头形式，坡口角度为50°，间隙为5mm，钝边为1mm；②钢覆面与预埋板对接，单面单边带垫板接头形式，覆面板坡口角度为40°，间隙为4mm，钝边为2mm；③底板覆面与墙面覆面焊接，单面单边带垫板接头形式，底板覆面板坡口角度为40°，间隙为4mm，钝边为2mm。
所述的底板安装，其焊接规范为：FCAW：焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接不加摆动，焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接不加摆动，焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接不加摆动，焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min。
本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1、本发明双相不锈钢水池墙面采用模块化的安装方法，多面墙可同时拼装，大大提高了施工效率。
2、本发明双相不锈钢水池底板安装通过利用底板的结构形式，设计合理的焊接工艺顺序，可不利用相关工装即可实现底板焊接变形的有效控制，可大大节约施工成本。
3、本发明单层墙面拼装手工焊与FCAW自动或半自动焊的组合应用，既克服了组对质量不佳对焊接质量的影响，又显著提高了焊接质量以及焊接效率。
4、本发明双相不锈钢水池双层墙面拼装及底板安装采用FCAW自动或半自动焊接工艺，不仅保证了焊接质量，同时大大提高了施工效率，缩短了施工周期。
附图说明
图1:水池安装结构示意图。
图2:水池覆面安装方法流程图。
图3:水池安装顺序示意图。
图4:单层墙面拼装焊缝焊道示意图。
图5:双层墙面拼装平缝焊道示意图。
图6:双层墙面拼装横缝焊道示意图。
图7:双层墙面拼装立缝焊道示意图。
图8:底板焊接顺序示意图。
图9:底板覆面板与预埋件焊道示意图。
图10:底板覆面板拼接焊道示意图。
图11:底板与墙面拼装焊道示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，水池覆面板材质为A240S32101双相不锈钢，根据水池结构形式，将水池覆面安装分为墙面及底板安装两部分；墙面覆面采用模块化制作的方法，预先在现场进行拼装，拼装后吊装就位，安装于核电站内部，然后安装水池底板覆面；
所述墙面覆面的安装包括单层墙面覆面安装和双层墙面覆面安装，根据不锈钢水池的具体结构组成选择为单层墙面覆面安装的部分或双层墙面覆面安装的部分；所述单层墙面覆面安装包括以下步骤：子模块覆面板与加固型钢拼装焊接、模块拼装焊接、整体吊装就位、安装；所述双层墙面覆面安装包括以下步骤：模块横缝焊接、模块立缝焊接、模块平缝焊接和整体吊装就位、安装；所述水池底板覆面的安装包括以下步骤：预埋件焊接，提供刚性固定、覆面对接安装焊接、底板覆面与墙面覆面安装焊接。具体包括以下工艺方法：
(1)单层墙面覆面安装：
1-1)子模块覆面板与加固型钢拼装焊接，采用半自动FCAW焊接，纵缝采用由中间向两边分段退焊的顺序，横缝采用对称跳焊的顺序；
1-2)模块拼装焊接，有两种拼装工艺：第一种，采用SMAW焊接工艺进行打底，单面焊双面成型，采用自动或半自动FCAW焊接工艺填充盖面，其焊接位置为立焊，坡口角度为50±10°，组对的两边钢板坡口角度均为25±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm；SMAW焊接电源极性为直流反接，焊条直径为3.2mm，焊接电流为80～100A，焊接电压为18～25V，焊接速度为15～25cm/min；FCAW焊接电源极性为直流反接，焊丝直径1.2mm，保护气体为100％CO2；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min；第二种，采用自动或半自动FCAW焊接工艺，双面V型坡口，焊接位置为立焊，坡口角度为坡口角度为40±10°，组对的两边钢板坡口角度均为20±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm；FCAW焊接电源极性为直流反接，焊丝直径1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min；
1-3)整体吊装就位、安装；
(2)双层墙面覆面安装：
2-1)模块横缝焊接，两面墙面对称施焊，采用FCAW自动或半自动焊接工艺。由中间向两边分段焊接，坡口角度为45±10°，组对的上部钢板坡口角度为35±5°，下部钢板坡口角度为10±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm。焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min；
2-2)模块立缝焊接，两面墙面对称施焊，采用FCAW自动或半自动焊接工艺，由中间向两边分段焊接，坡口角度为50±10°，组对的两边钢板坡口角度均为25±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm；焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min；
2-3)模块平缝焊接，两面墙面对称施焊，采用FCAW自动或半自动焊接工艺，由中间向两边分段焊接，坡口角度为50±10°，组对的两边钢板坡口角度均为25±5°，组对间隙为2～5mm，钝边为0～2mm；焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接不加摆动，焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接不加摆动，焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min；
2-4)整体吊装就位、安装；
(3)底板覆面安装：
3-1)预埋件焊接，提供刚性固定；
3-2)覆面对接安装焊接，采用FCAW自动或半自动焊接工艺，优先焊接覆面板与预埋板焊缝，其次焊接覆面板对接焊缝。钢覆面与预埋板对接接头采用单面单边带垫板接头形式，覆面板坡口角度为40°，间隙为4mm，钝边为2mm；钢覆面对接接头采用单面带垫板接头形式，坡口角度为50°，间隙为5mm，钝边为1mm；焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接不加摆动，焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接不加摆动，焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min；
3-3)底板覆面与墙面覆面安装焊接，采用FCAW自动或半自动焊接工艺，并分段退焊。底板覆面与墙面覆面焊接，单面单边带垫板接头形式，底板覆面板坡口角度为40°，间隙为4mm，钝边为2mm；焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100％CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接不加摆动，焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接不加摆动，焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，其特征在于：水池覆面板材质为A240S32101双相不锈钢，根据水池结构形式，将水池覆面安装分为墙面及底板安装两部分；墙面覆面采用模块化制作的方法，预先在现场进行拼装，拼装后吊装就位，安装于核电站内部，然后安装水池底板覆面；
所述墙面覆面的安装包括单层墙面覆面安装和双层墙面覆面安装，根据不锈钢水池的具体结构组成选择为单层墙面覆面安装的部分或双层墙面覆面安装的部分；所述单层墙面覆面安装包括以下步骤：子模块覆面板与加固型钢拼装焊接、模块拼装焊接、整体吊装就位、安装；所述双层墙面覆面安装包括以下步骤：模块横缝焊接、模块立缝焊接、模块平缝焊接和整体吊装就位、安装；所述水池底板覆面的安装包括以下步骤：预埋板焊接、提供刚性固定、覆面对接安装焊接、底板覆面与墙面覆面安装焊接；
单层墙面覆面安装的拼装焊接顺序为：单层覆面拼接从焊缝中间向两边施焊，并分段退焊；双层墙面覆面安装的拼装焊接顺序为：双层覆面对称施焊，同时从中间向两端施焊，并分段退焊；底板安装焊接顺序为：预埋板焊接→底板覆面板与预埋板焊接→底板覆面板拼接焊接→底板覆面板与墙面焊接；
所述单层墙面覆面安装采用单面坡口不带垫板接头形式，使用SMAW焊接工艺进行打底以及自动或半自动FCAW焊接工艺填充盖面；或者，单层墙面分块板拼装焊缝采用双面坡口接头形式，使用自动或半自动FCAW焊接工艺；所述双层墙面覆面安装时，双层墙面分块板拼装焊缝采用单面坡口带垫板接头形式，采用自动或半自动FCAW焊接工艺进行打底、填充、盖面；
所述的底板安装，其焊接位置为平焊，接头形式分为三种：①钢覆面对接：单面带垫板接头形式，坡口角度为50°，间隙为5mm，钝边为1mm；②钢覆面与预埋板对接，单面单边带垫板接头形式，覆面板坡口角度为40°，间隙为4mm，钝边为2mm；③底板覆面与墙面覆面焊接，单面单边带垫板接头形式，底板覆面板坡口角度为40°，间隙为4mm，钝边为2mm。
2.根据权利要求1所述的核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，其特征在于：所述的单层墙面分块板拼装，其焊接位置为立焊，单面坡口角度为50±10º，组对的两边钢板坡口角度均为25±5º，组对间隙为2~5mm，钝边为0~2mm；双面坡口角度为40±10º，组对的两边钢板坡口角度均为20±5º，组对间隙为2-5mm，钝边为0~2mm。
3.根据权利要求1所述的核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，其特征在于：所述的单层墙面分块板拼装，其焊接规范为：SMAW：焊接电源极性为直流反接，焊条直径为3.2mm，焊接电流为80~100A，焊接电压为18~25V，焊接速度为15~25cm/min；FCAW：焊接电源极性为直流反接，焊丝直径1.2mm，保护气体为100%CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min。
4.根据权利要求1所述的核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，其特征在于：所述的双层墙面分块板拼装，其焊接位置包括平焊、横焊、立焊；平焊及立焊坡口角度为50±10º，组对的两边钢板坡口角度均为25±5º，组对间隙为2~5mm，钝边为0~2mm；横缝坡口角度为45±10º，组对的上部钢板坡口角度为35±5º，下部钢板坡口角度为10±5º，组对间隙为2~5mm，钝边为0~2mm。
5.根据权利要求1所述的核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，其特征在于：所述的双层墙面分块板拼装，其焊接规范为：FCAW：焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100% CO2；打底焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min。
6.根据权利要求1所述的核电站双相不锈钢水池覆面安装方法，其特征在于：所述的底板安装，其焊接规范为：FCAW：焊接电源极性为直流反接，焊丝直径为1.2mm，保护气体为100% CO2；打底焊接不加摆动，焊接电流范围为100-150A，电压范围为24-27V，焊接速度为45-55cm/min；填充焊接不加摆动，焊接电流范围160-200A，电压范围为27-32V，焊接速度为55-80cm/min；盖面焊接不加摆动，焊接电流范围为140-190A，电压范围为26-30V，焊接速度为40-60cm/min。
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