核电站核岛主设备用焊接材料--吴祖乾.ppt

压水堆核电站核岛主设备用焊接材料 上海发电设备成套设计研究院 吴祖乾 一 .核岛主设备 反应堆压力容器 堆内构件 蒸汽发生器 稳压器 主泵 主管道 二、主设备用材料 1．反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器等筒体、封头及蒸汽发生器管板等用A508Gr.3Cl.1低合金钢锻件。 2.控制棒驱动机构管座以及各种测量装置管座等用 Inconel Alloy 600镍基合金。 3．反应堆堆内构件吊兰、导向筒等部件用304、347等不锈钢锻件和板材。 4．蒸汽发生器传热管用Inconel 690镍基合金。 5．主蒸汽管道用304 、316 等不锈钢大直径无缝管。 三、主设备焊接方法 1．核容器主焊缝采用药皮焊接打底、窄间隙埋弧焊填充盖面的焊接工艺。 2．所有与一回路水接触的反应堆压力容器和蒸发器下封头等均采用不锈钢焊带（焊丝）进行表面埋焊弧堆。 3．核容器接管端面采用镍基合金埋弧焊或焊条堆焊，并用镍基合金焊丝与不锈钢安全端进行熔化极气体保护焊。 4．堆内构件不锈钢吊兰筒体等采用不锈钢焊丝进行钨极氩弧焊或热丝钨极氩弧焊。 5．蒸汽发生器管板采用镍基合金Inconel 690焊带（焊丝）进行埋焊弧堆。 6．蒸汽发生器管子-管板焊接采用加镍基合金填充丝钨极氩弧焊。 四、主设备焊接用焊接材料 1．低合金钢药皮焊条，埋弧焊焊丝和焊剂。 2．不锈钢药皮焊条，埋弧焊带和焊剂，气保护焊用焊丝。 3．镍基合金药皮焊条，埋弧焊焊带（焊丝）和焊剂，气保护焊用焊丝。 4．钴基合金焊材。 五、低合金钢焊接材料 低合金钢焊接材料主要用于核反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器等承压设备的焊接。反应堆压力容器一般由Mn-Ni-Mo钢（A508Gr.3）锻件焊接而成。还需承受强烈的中子辐照，使壳体和焊缝遭受严重损伤。对核容器的焊缝金属除要求其常规性能达到产品技术条件外，还要求其特殊性能亦能满足设计所规定的要求，如无塑料性转变温度，辐照敏感性，低周疲劳性能和断裂韧性等。 六、低合金钢药皮焊条 低合金钢药皮焊条采用美国ASME/AWS A5.5“低合金钢药皮焊条标准”。标准中列出与Mn-Ni-Mo钢相关的两种焊条，即E8018-G和E9018-G，但标准对这两种焊条的熔敷金属未提出具体的成分要求。 焊缝金属在620OC±15 OC焊后热处理状态下的力学性能要求如下：  法国RCC-M第Ⅳ卷核设备建造规范与S册“焊接”（2000版）列出了Mn-Ni-Mo低合金钢药皮焊条的名称、熔敷金属化学成分，以及焊缝金属在热处理状态下的拉伸性能和冲击韧性，焊条符号美国AWS A5.5标准。 熔敷金属的化学成分： 七、低合金钢埋弧焊焊丝和焊剂 低合金钢埋弧焊焊丝和焊剂采用美国ASME/AWS A5.23“埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂标准”。标准中未列出可直接用于核容器的Mn-Ni-Mo低合金钢焊丝或焊丝—焊剂组合类别，但与此相关的有EF1、EF2和EF3等类别，这些焊丝和焊缝金属的化学成分要求如下： 注：加上字母“N”（核级）作为后缀的是供选用的附加代码，如EF3N，对某些元素的含量限制如下：P≤0.012%，V≤0.05%.，Cu≤0.08%。 法国RCC-M S册焊接列出了埋弧焊用Mn-Ni-Mo低合金钢焊丝和焊剂卡片，符合美国ASME/AWS A5.23标准。 我国GB/T12470-2003“埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂标准”基本上采用了美国ASME/AWS的型号和分类方法，其中也没有直接用于核容器的Mn-Ni-Mo型低合金钢焊丝和焊剂组合类别。但我国曾为600MW核岛主设备研制成H10Mn2NiMoA焊丝和SJ601J烧结焊剂。焊缝金属各项性能包括冲击性能、落锤实验、接头弯曲、辐照脆化、断裂韧性和低循环疲劳试验等均符合设计指标要求。 八、不锈钢焊接材料 不锈钢焊接材料包括焊接用和堆焊用二种不锈钢焊接材料。焊接用不锈钢焊接材料主要用于堆内构件、吊兰筒体和主管道等设备的焊接，而堆焊用不锈钢焊接材料主要用于与一回路介质接触的低合金钢容器的表面堆焊。除焊条焊丝外，用于堆焊的还有不锈钢焊带。不锈钢焊接和堆焊材料的试验项目包括化学分析、力学性能与铁素体含量测定和抗晶间腐蚀性能等。 九、焊接和堆焊用不锈钢焊条 不锈钢焊条采用ASME/AWS A5.4“手工电弧焊用不锈钢焊条标准”。用于核设备焊接和耐蚀层堆焊的焊条主要有E308L-XX、E309L-XX、E316L-XX和E347-XX等。 除力学性能外，焊缝金属还必须满足抗晶间腐蚀性能要求，其中铁素体含量一般要求在5%~12%之