核电工程焊接材料不确定问题的处理研究

孙悦

摘 要 核电工程中应用的焊接材料类型多，一般由多国供货。多国工程最难解决的就是焊接材料标准化的问题。在大部分核电工程中，焊接材料的多样性给材料标准化处理提出了极高的要求。如果焊接材料标准处理不当，易形成焊接质量问题。本文介绍了核电工程常用的焊接材料，按照材料分类探讨了核电工程焊接不确定问题及其处理技术。旨在为核电工程焊接质量管理及施工优化提供一些参考。

关键词 核电工程;焊接材料;不确定问题;焊接技术;处理

引言

核电工程的安全问题是工程建设强调的首要问题。其中焊接质量管理是核电建设施工管理的重点。当前，我国还无法供应核电工程建设需要的所有焊接材料。部分从第三方国家引进的焊接材料质量标准与国内核电工程焊接材料的标准不同。如何处理焊接材料质量标准问题成为提高焊接质量和确保核电工程安全的关键。研究核电工程焊接材料不确定问题的处理对核电工程焊接质量管理标准化有着重要的意义。

1常用的核电工程焊接材料

（1）焊接材料。目前，核电工程建设需要的焊接材料种类繁多。除国产焊材外，还需要从国外大量进口各种类型的焊材。不同类型的焊材应用于核电工程机组不同的焊接部位，采用不同的焊接工艺，但要求工程焊接质量实现标准化管理。常用的国产焊材包括ER70S-6C02碳钢、E71T1碳钢药芯焊丝、E4315碳钢焊条、E5015碳钢焊条等。常用的进口焊材包括ER70S-6碳钢实心焊丝、E7018碳钢焊条、ER316L不锈钢实芯焊丝、E316L-15不锈钢焊条、ER309L异种钢焊丝、ER309L-15异种钢焊条等[1]。

（2）金属材料。核电工程建设主要的金属材料为钢材，一般选择碳钢或不锈钢作为建设或扩建的机组材料。碳钢焊接工艺的含碳含量及合金元素较低，对有害元素含量控制极为严格，焊接性能远远优于其他类型的钢材。常用碳钢材料有P280GH、TU42C、A106Gr.B、20#、16MnR、Q235B、Q235C、Q345C。不锈钢焊接一般采用奥氏体不锈钢焊接技术，耐腐蚀性能、耐高温性能良好的焊接性能优势，使其在核电工程焊接中有着较好的应用优势一。常用的不锈钢材料有Z2CN18-10、Z2CND17-12、Z2CND18-12、304L、316L、00Cr19Ni10、00Cr17Ni12Mo2。

2核電工程焊不确定性问题

焊接材料在随着新型材料制造技术的发展不断更新。无论是国外还是国外，近些年焊接材料版本更新较快，相对于高速发展的焊接材料，大部分国家的焊接标准更新存在滞后的问题。在材料分类上，也存在明显的滞后问题。这导致一些新型的焊接材料的分类、选择、使用说明、焊材质量管理、焊接缺陷处理工艺及技术等，均存在较多的不确定性问题。这给焊接工艺评定带来了阻碍。因焊接材料分类不确定的问题，导致焊接工艺无法按照焊接质量管理规定进行评定。对焊工而言，这些新的焊接材料操作技术缺乏规范的指导。部分焊接材料分类不确定导致焊工做操资格不满足施工现场。对制造商而言，核电工程主要设备的焊接缺陷处理成为新的障碍。如果出现焊接缺陷不能处理，将严重影响核电工程的工期和工程和质量[2]。

3核电焊不确定性问题处理技术

焊材管理是保证焊接和质量的前提之一。错用焊接材料或使用质量不合格的焊材将造成潜伏的不合格焊缝，给核电工程质量留下安全隐患。在核电站运行期间可能引起重大安全事故的发生。为了防止焊接材料不确定性问题引起的核电工程质量隐患问题，需要加强核电工程焊材的管理，科学的预防和处理不确定性问题。关于核电工程材料不确定性问题的处理参考如下：

（1）焊接材料分类不确定问题的处理。发生焊接材料分类不确定问题时，应参照ASME标准及焊材供应国焊接技术要求对施工图及设备供货中的材料进行分类。应该将焊材应准确的分为碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢、有色金属等类型，按照焊材分类级别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等多个类别，根据详细的分类及焊接材料相等的响度对焊材进行工艺评定，再结合焊接工艺标准的使用原则确定焊材工艺。对依旧无法确定的材料，需要借助光谱检查仪评定焊接工艺。或通过焊接试验来确定焊接工艺和焊接质量标准。分类后没有对应的填充焊材的应选择异种钢焊接工艺，采用本体材料钢板剪成的焊丝做焊接工艺试验和评定，对异种钢焊材结合试验焊接的条件不足焊接工艺技术，并对焊接材料做分类和归档处理。

（2）焊接工艺不确定问题的处理。当出现焊接工艺不确定问题时，需要对焊接工艺做转移性工艺评定。分好类的材料在施工现场就可以按照规定的焊接工艺评定及转移方法做焊接试验，详细的评定碳钢、碳锰钢的工艺。通过试验要确定焊材的抗拉强度、耐腐蚀性等性能，在按照性能等级做现场工艺评定和焊接工艺评定转移，再结合核电工程金属材料选择合格的焊接工艺对机组做焊接处理，确保焊接质量的合格。

（3）焊工资格及评定不确定问题的处理。出现焊工资格或焊接工艺不平不确定问题，需要对焊接工进行焊接工艺转移评定的培训。核电工程新型焊接材料或焊接工艺的较之于焊工资格而言存在滞后性、焊工资格及焊接工艺评定要通过现场操作评定焊工操作或工艺的合格率选择。具体要结合核电工程建设质量规定的标准，严格遵循HAF603中的规定[3]。

4结束语

核电工程焊质量管理标准化是确保核电工程安全高效运营的重要基础条件。实现核电焊质量管理标准化，需要从焊接材料质量检验及工艺评定着手。在正式焊接施工前，应该对所有的核电工程焊接材料分类测评，评定各类焊接材料的质量，并选择综合性能优良的焊材。对选定的焊材按照说明书的焊接技术做现场验证，检验和评定焊接质量，再结合核电工程质量管理标准的要求选择焊接材料，制定焊接处理的流程，严格按照规定的流程和标准施工，并做好质量查验，确保核电工程焊接质量合格及达到标准化要求。

参考文献

[1] 郭利峰.核电焊接材料的国产化与标准化探讨[J].焊接，2011（8）： 61-64，72.

[2] 曹鑫源.核电堆焊材料308L的组织、热老化行为及其对高温水氧化行为的影响[D].北京：北京科技大学，2018.

[3] 左淮文.核电用E308L焊条性能和冶金机理的研究[D].镇江：江苏科技大学，2013.