[发明专利]核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法及系统

权利要求书

1.一种核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，用于修复传热管-管板封口焊阶段对管板及管孔造成的熔塌损伤，所述管板包括管板低合金钢母材、设置在管板低合金钢母材上的管板镍基合金堆焊层，以及贯穿管板低合金钢母材和管板镍基合金堆焊层的管孔，其特征在于，所述损伤修复方法包括以下步骤：

S1、对管板和管孔进行损伤检验，以获得损伤检验数据，根据数据去除管板及管孔的熔塌损伤热影响区HAZ；

S2、基于损伤检验数据进行损伤分析，根据分析结果确定对管板进行焊接修复选用的填充材料；

S3、去除管板及管孔的熔塌损伤热影响区HAZ后，对焊接坡口进行加工处理；处理后的焊接坡口纵截面轮廓为圆弧面，弦高为15.3mm～15.5mm，焊接坡口最低点深入管板低合金钢母材深度为5.7mm～5.9mm，坡口总长度为79mm～81mm，横向截面最小宽度为24mm；

S4、采用步骤S2确定的填充材料对管板进行损伤修复；

S5、在所述损伤修复完成后，对管板进行修复检验和机加钻孔。

2.根据权利要求1所述的核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：

在管板模拟件上复现管板和管孔熔塌损伤的过程，通过打磨和金相检验方式确定熔塌损伤热影响区HAZ的尺寸，获得损伤检验数据；

根据在管板模拟件上确定的熔塌损伤HAZ尺寸，去除管板和管孔熔塌损伤HAZ。

3.根据权利要求1所述的核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

对管板低合金钢母材的去除深度进行尺寸分析；当管板低合金钢母材的去除深度超过6mm时，则管板低合金钢母材的去除部分采用低合金钢填充材料进行焊接修复，镍基合金堆焊层的去除部分采用镍基合金填充材料进行焊接修复；当管板低合金钢母材的去除深度不超过6mm时，进行力学分析；

对管板低合金钢母材进行力学分析：针对管板低合金钢母材减薄对蒸汽发生器的影响进行力学分析，若满足应力要求，则管板低合金钢母材和管板镍基合金堆焊层的去除部分均选用镍基合金填充材料进行焊接修复；若不满足应力要求，则处理方式与管板低合金钢母材的去除深度超过6mm时相同。

4.根据权利要求1所述的核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，其特征在于，所述步骤S3中焊接坡口加工处理完成后，焊接坡口的纵截面为圆弧面，焊接坡口与分隔板短节侧管板形成的夹角为8°，焊接坡口与相邻管孔侧管板形成的夹角为3.5°。

5.根据权利要求1所述的核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

焊接前使用塞棒填充管孔作为焊接衬垫，焊接预热完成后，通过自动钨极惰性气体保护焊的方式，采用所述步骤S2中确定的填充材料对管板进行立向上焊接填充。

6.根据权利要求5所述的核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，其特征在于，当焊接坡口的机加工深度达到管板低合金钢母材时，所述塞棒选择低合金钢塞棒；当焊接坡口的机加工深度未达到管板低合金钢母材时，所述塞棒选择镍基合金塞棒；所述塞棒与管孔采用间隙装配方式进行装配。

7.根据权利要求1所述的核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，其特征在于，所述步骤S4中，焊接预热温度不低于150℃；焊接执行中焊道之间的温度不低于150℃，且不超过225℃；焊接完成后的后热温度不低于200℃，且不超过350℃。

8.根据权利要求1所述的核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法，其特征在于，所述步骤S4中焊道排布为：第一层焊道和第二层焊道之间的搭接量为焊道宽度的40％～60％；第一层焊道覆盖原管板镍基合金堆焊层熔合线至少5mm；第二层焊道完全覆盖第一层焊道的焊缝金属；第三层焊道完全覆盖第二层焊道的焊缝金属，对所述第一层焊道和第二层焊道进行打磨，控制每层焊缝金属厚度为1.1mm-1.5mm。