[发明专利]一种用于管道维修的自动回火堆焊方法

说明书

本发明公开了一种用于管道维修的自动回火堆焊方法，包括步骤：步骤1，回火堆焊层焊接：在异种金属接头需维修管道环面焊接回火堆焊层，所述回火堆焊层焊接采用先焊接层方式焊接，再道间搭接方式焊接；步骤2，过渡堆焊层焊接：过渡堆焊层是通过焊接的方式堆焊在回火堆焊层上；步骤3，补强回火焊道焊接：对回火堆焊层和渡堆焊层两端部进行回火焊接；步骤4，打磨：焊接完成后，将补强焊缝打磨至规定要求的尺寸。一方面是可有效改善核动力装置异种金属接头低合金钢侧热影响区组织及性能，实现了堆焊维修后不进行焊后热处理；另一方面，设计的补强焊缝结构型式不仅能够增强工件两端回火效果，还有效地降低了完工焊缝打磨工作量。

技术领域

本发明涉及核电焊接技术领域，具体涉及一种用于管道维修的自动回火堆焊方法。

背景技术

稳压器是核电站五大主设备之一。稳压器安全端焊缝是连接稳压器与接管的一回路压力边界。早期核电站稳压器安全端接管的异种金属焊缝大量采用了Inconel-600材料。国内外核电站在Inconel-600镍基合金使用中发现，该合金材料在一回路高纯水中对SCC有较高的敏感性；同时大量国外核电站维修案例表明，在核电站寿命期内Inconel-600异种金属焊缝容易出现开裂失效现象。我国秦山320MWe机组稳压器安全端结构与国外维修的结构类似，将可能会面临同样的Inconel-600合金焊缝开裂失效问题。

针对Inconel-600合金材料出现腐蚀泄露的问题，国外一般是在失效管道焊缝上堆焊一定厚度和宽度的堆焊层进行密封处理，形成新的压力边界，使局部出现环形裂纹的结构加强，防止该处缺陷出现泄露。但在维修堆焊过程中，低合金钢焊接热影响区会产生不良淬火组织，如马氏体、魏氏体等，但核岛的现场条件往往不允许采用热处理方式进行改善热影响区组织。回火焊道焊接技术是通过后续焊道对前焊道热影响区起到的回火作用，可有效改善低合金钢热影响区组织。

正因回火焊道焊接技术优势，其广泛应用于核电焊接维修已成主要趋势。

因此，从上世纪八十年代起国际核电行业巨头如FRAMATOME、WESTINGHOUSE、AREVA、WSI等在回火焊接维修技术研发和应用方面投入了大量的研究，取得了丰富的成果，形成了一系列回火焊接维修技术体系。鉴于此，美国ASME标准也将回火焊接技术部分纳入到标准体系内。ASME标准体系中Code Case740-1中提出了回火焊道焊接工艺相关要求，如：焊接线能量不大于1.8KJ/m，层间温度不高于66℃。如图1所示ASME标准中关于回火焊道搭接结构是由1.回火焊道；2.母材；3.上一焊道；4.下一焊道四个部分组成。

在国内外管道维修方面，美国WSI公司是最早设计、应用回火焊道堆焊工艺技术，其针对设计的堆焊层工艺结构，配套研发了一套回火焊接工艺技术，早在上世纪已成功应用于核电站稳压器安全端接管堆焊维修，实践证明采用该回火焊接工艺技术获得的堆焊层质量、安全可靠。

如图2所示的是WSI研发的回火堆焊工艺结构。其工艺要求如下：

回火堆焊层间搭接尺寸S为0.08inch(约2mm)；

回火堆焊至少堆焊三层，其厚度至少为3mm；

前三层的热输入量在任何情况下都不得超过45千焦/英寸(1.8千焦/毫米)；

前三层回火焊道层间温度不超过66℃，所有焊层在现场应用时的最大层间温度均不得超过350°F(180℃)；

对补强回火焊道要求：在填充焊接完成后，最后在焊接一层回火焊层加强回火效果。

通过分析，WSI公司研发的回火堆焊工艺的优缺点具体如下：

优点：

针对制定的焊接线能量，设计的回火堆焊工艺结构能够达到回火效果；

焊接线能量相对较大，有利于提高堆焊效率。

不足之处：