周李军;侯志蓉;李振
【摘 要】This paper analyzes the cause of typical defects of expanded and welded tube joint of condenser bundle in some domestic nuclear power plant. And then proposes some dealing method for the defects which can be referenced for defect repair during construction and operation period.%结合岭澳二期核电工程应用实例，对钛管与钛复合管板胀焊典型缺陷及原因进行全面、深入地分析研究，形成核电凝汽器钛管胀焊缺陷处理措施。
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2015(000)002
【总页数】4页(P91-94)
【关键词】核电站;凝汽器;钛管;锈蚀;缺陷
【作 者】周李军;侯志蓉;李振
【作者单位】中广核工程有限公司，广东深圳 518124;中广核工程有限公司，广东深圳 518124;中广核工程有限公司，广东深圳 518124
【正文语种】中 文
【中图分类】TG457
DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2015.02.026
岭澳二期核电站汽轮机为东方电气进法国ALSTOM百万千瓦等级半转速机组，其中单台机组凝汽器包括4个管束模块（共8个进出口水室），58 572根钛管，共计117 144个管孔，换热面积75 770 m2，其供货状态与常规火电机组不同，为模块化交货，即在制造厂内完成立管架、穿钛管、钛管胀接及钛管封口密封焊等工序，最后以管束模块方式交付现场进行安装。
在汽轮机组调试过程中发现海水渗漏到凝结水侧，导致二回路给水系统氯离子和钠离子含量超标，检查后发现部分钛管焊后焊缝颜发蓝、钛管内壁因胀管操作不当导致划伤、划伤后人为打磨导致钛管壁厚减薄、部分钛管因胀接操作不当存在欠胀或偏胀等缺陷，上述 缺陷给凝汽器的安全运行带来了重大影响。
本文通过对钛管与钛复合板胀焊典型缺陷及原因进行全面、深入地分析研究，结合岭澳二期工程应用实例，形成核电凝汽器钛管胀焊缺陷处理措施，提出了一套返修工艺和检验方法。
2009年10月23日，岭澳核电站二期3号机组凝汽器管板及水室在进行海水循环冲洗后，对冷凝器进口水室进行检查时，发现钛管与钛复合板的部分焊缝存在锈蚀，在进一步处理凝汽器钛管焊缝锈蚀过程中，又检查、发现了钛管焊缝焊后发蓝、焊缝宽窄不均、钛管内壁划伤或打磨减薄、钛管胀接欠胀或偏胀等一系列缺陷问题。如图1～4所示。
凝汽器典型缺陷统计见表1。
2.1 锈蚀的原因分析
c4烯烃端管板与钛管间有两道连接：先用胀管器胀接，然后在端管板钛板层一侧与钛管管口实施密封焊接。凝汽器管束模块的端管板是由5mm的钛板与30 mm碳钢板经爆炸焊接而成，厚度为35mm，而钛管胀接区长度为32mm（从钛板层至碳钢层的距离），见图5，胀接力矩 12 N·m（经水压试验确定能够保证胀接区密封的力矩值），因此，胀接区可视为汽侧与水侧的第一道屏障；端管板与钛管管口密封使用自动旋转氩弧焊机进行密封焊，作为汽侧与水侧的第二道屏障。
由此可见，即便钛管管口密封焊接工艺出现问题，由于胀接区是密封的，海水也不会直接腐蚀到碳钢层，但是从现场缺陷焊缝的拔管图（图6）分析看出，锈蚀是从管板的碳钢层流出的，海水穿越了钛管与管板的密封焊层及胀管区两道屏障，到达了碳钢层，钛管的密封焊及胀接区都存在着质量问题。
2.2 焊缝存在气孔的原因分析
钛管与钛复合板焊缝的气孔产生原因主要与焊接保护不良和焊接部位存在水分、油污或灰尘有关。
焊缝焊接时采用双重氩气保护，且焊前与焊后送气时间均较长（6～8 s），实际操作中，焊接时采用了挡风装置，一端采用塑料薄膜盖住管板，因此不存在保护不足的问题。
凝汽器在制造厂穿管、胀焊时需使用专用厂房，生产工作环境必须保持干净，但据了解，
该凝汽器制造时生产场地与其他设备的焊接场地距离较近，胀焊工作区未配备专门清洁室，其他设备焊接和打磨过程中产生的粉尘较多，导致凝汽器组装车间清洁度不高，部分管口被灰尘污染，直接影响到凝汽器钛管焊缝焊接质量，导致焊接中可能出现气孔。
2.3 胀接不均、焊缝成型不好的原因分析
胀管数量巨大，在胀管过程中，个别胀珠损坏导致有部分管板孔胀接后存在椭圆现象，形成胀偏；个别孔胀偏（管板孔有部分存在椭圆），焊接过程中走出的是圆形轨迹，故造成焊缝熔合不良，同时焊接孔数多，时间过长，焊钨极位置参数可能发生变化，也会使焊缝熔合不良。
2.4 内壁打磨、划伤的原因分析
内壁打磨主要是补焊不良造成的，当管口焊缝出现熔合不良，修复困难，出现越修越大问题，补焊后采用了打磨方式进行尺寸恢复；在焊前的切管过程中，有些切管器的轴不够光滑，在旋转过程中造成部分管内壁划伤。
2.5 制造过程中质量控制方面的原因分析
岭澳二期核电工程的凝汽器为供应商首次厂内生产的百万千瓦核电机组凝汽器，供应商对钛管的焊接经验不够丰富，加之管板孔数量巨大，管孔焊接过程中，焊接工人容易产生视觉疲劳、操作疲劳，凝汽器制造过程中胀管、焊接及检验过程质量控制不够严格，具体表现在以下方面。
（1）胀管器及切管器等工具实际操作不够熟练、效果不佳，导致钛管胀管过程中胀接不均，部分管孔有划痕，切管后管端伸出长度不一致，导致部分焊缝宽窄不一，成型不好。
（2）操作工人在胀管和焊管这种批量化的长时间反复操作时，容易产生疲劳和麻痹思维；胀管器胀珠上的油污杂质未清洗干净，胀管器未及时更换，在胀管器已过使用寿命后仍继续使用，导致胀管区域出现划痕。
（3）胀接不规范：个别胀管器未插入到要求部位，就进行胀管，导致偏胀；在焊接时，未及时实施质量自检，导致出现焊接缺陷，甚至出现漏胀。
2.6 运输的影响分析［1］
凝汽器管束模块本身质量大、惯性大，在运输过程中遇到运输设备冲撞时会在管束壳体上
产生较大的冲击力，可能会造成壳体的形变、位移，导致焊缝受损。岭澳凝汽器运输过程中没有遇到异常，在设备到达现场并就位后，也没有发现结构件出现损坏或其他异常现象，根据数个管束模块在运行后均有不同程度胀焊缺陷的结果，表明运输的影响不是焊缝质量缺陷的根本原因。
3.1 钛管焊缝锈蚀处理准则
通过VT（目视检查）确定锈蚀部位，包括疑似区域；
通过PT（渗透检查）准确确定锈蚀部位；
使用丙酮清洁焊缝区域及钛管内表面一定深度，清洁后用白纱布擦拭不污染；
堵管处理；如机组处于非真空状态，采用假管堵管，如处于真空状态，为保证核电机组商运，采用堵头封堵，待机组停机后再用假管更换；
对假管堵管区域PT检查。
3.2 发黄及发蓝焊缝处理准则
发蓝焊缝：在PT检查无缺陷前提下，根据钛管焊后性能指标，建议原样使用；
超声波除垢
发黄焊缝：在PT检查无缺陷前提下，考虑钛管焊缝氧化有所加大，建议采用不锈钢刷去除表面氧化区域，如不能去除，可采用细目砂纸打磨去除，在细目砂纸打磨后仍没有效果的前提下，需重新自动重熔或手工补焊修复；
法律法规查询系统重新自动重熔或手工补焊修复后需PT检查合格。
3.3 焊缝成型不好或补焊后少肉、肥大处理准则
电梯试验塔在PT检查无缺陷前提下，采用重新自动重熔；
使用丙酮清洁焊缝区域及钛管内表面一定深度，清洁后用白纱布擦拭不污染；
因条件限制，自动重熔无法进行，可采用手工补焊修复，原则上不采用填丝修补，手工自熔修复最好，除焊缝严重缺肉下，可考虑填丝补焊，需注意填丝焊接的长度每次应控制在3～5mm范围，可多次填丝；
焊后PT检查合格。
包装箱制作3.4 钛管内壁划痕、打磨处理准则
打磨或划痕深度不大于0.15 mm可原状使用，否则实施堵管。
3.5 胀接操作不当引起欠胀、偏胀处理准则
清洁胀管区，然后补胀，补胀后用自动焊机进行补焊；
焊后PT检查焊缝合格。
由于滨海核电汽轮发电机组容量的不断提升，凝汽器的换热面积很大，通常换热管数量近6万根，钛管与钛复合板的胀接与密封焊涉及近12万个管孔，工作强度高，工厂的质量控制经验不足。本文通过岭澳二期凝汽器复合钛板与钛管封口焊缝典型缺陷问题的原因分析、处理，可为制造厂控制凝汽器钛管的胀焊质量，提升凝汽器制造质量控制能力提供方法参考；同时可为后续、在役核电工程凝汽器钛管缺陷处理原则提供参考，缩短缺陷处理周期，确保机组后续安全、可靠运行，保证核电项目工程经济效益。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议