某电站蒸汽发生器换热管密封焊泄漏处理过程及反馈_蒸汽发生器工作原理
时间：2019-04-11 03:30:46 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
福建宁德核电有限公司，福建宁德 355200 摘要 某电站蒸汽发生器在工地进行二次水压试验，压力在10.3MPa（表压）时出现新的换热管密封焊位置泄漏。本文介绍了泄漏点返修处理过程，对故障原因进行了分析，针对可能的故障原因采取纠正措施，防止事故重发。
关键词 蒸汽发生器；水压试验；经验反馈
中图分类号TE35 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）70-0046-02
1 蒸汽发生器返修处理过程
1.1 缺陷排查
某电站蒸汽发生器二次侧水压试验，进行最高一个压力平台12.8MPa保压阶段巡查时，发现SG过渡段水室一处换热管的封口焊焊缝处产生渗漏。
制造厂对该蒸汽发生器所有封口焊焊缝进行了PT检查工作，发现76个管孔有缺陷显示，进一步对有显示的76个封口焊缝进行射线检查，发现其中有9个焊缝存在缺陷。
1.2 返修方案
1）水室封头内壁清洁度保护，内部布置及调整操作工位，合理布置通风及照明设备；
2）QC人员根据PT和RT检查报告，标定缺陷位置；
3）根据待返修焊缝的缺陷分布情况，采用以下不同方式进行打磨去除：
（1）方式1：对于存在多处分散缺陷的焊缝，整圈打磨去除缺陷；（2）方式2：对于存在单点或集中缺陷的焊缝，局部打磨去除缺陷；
4）缺陷打磨区域目视、尺寸检查及清洁待补焊区域；
5）分热端(L)和冷端(K)两个区域对待补焊管孔及周围区域进行干燥，分批进行焊接返修操作；
6）相关工装安装、加热及干燥：
干燥参数：
升温速率：≤30℃/h（目标值18℃/h）；
保温温度：165℃～185℃；
保温时间：20h最小；
降温速率：空冷；
7）待焊凹坑目视及尺寸检查；
8）对打磨至焊缝根部的管子定位胀；
（1）胀接力矩：5.65N·m；
（2）胀接长度：以凹坑底部为基准，胀接10mm长。
9）定位胀目视、尺寸检查；
10）待返修补焊焊缝手工TIG焊填丝返修；
11）返修焊缝目视、尺寸检查；
12）返修焊缝渗透及射线探伤。
2 水压试验的要求及检查
水压试验压力：10.3MPa，保压时间为30min。
水压试验过程：
1）升压至第一压力平台：不大于0.4MPa/min的速度升压至6.9MPa，保压时间为2小时；保压过程中进行管子管板焊缝的泄漏检查，如有泄漏，停止升压并按现场水压程序降压；2）升压至第二压力平台：不大于0.4MPa/min的速度升压至8.5MPa，检查打压装置和蒸汽发生器连接处的泄露情况；3）升压至第三压力平台：不大于0.4MPa/min的速度升压至9.5MPa，不大于0.1MPa/min的速度升压至10.3±0.3MPa，保压时间为30分钟；4）全面泄漏检查：保压过程中对管子管板焊缝进行100%VT检查，确认整个焊缝无渗漏。
最终的水压试验过程满足程序文件要求，并合格。
3 缺陷原因分析
3.1 制造厂出现较多气孔缺陷原因
1）制造过程中清洁度控制不够造成焊缝中形成气孔，并在水压试验下形成通道是造成蒸汽发生器现场水压泄漏的主要原因；2）钨极烧损后更换不及时。
3.2 返修后再次产生气孔的原因
在此次焊接返修过程中对清洁度、钨极更换、保护气体等进行了严格控制，有效地避免这些因素导致气孔的产生。此次返修产生气孔的主要原因如下：
1）管子液压胀后管子管板封口焊容易产生气孔
（1）厂内实施管子管板封口焊时的状态
厂内实施封口焊前，管子仅在距管口23mm范围进行了定位胀，未执行全程液压胀，焊接时管子间隙中气体受热膨胀向二次侧逸出，见厂内封口焊示意图。
（2）现场实施返修时管子管板封口焊时的状态
蒸汽发生器在出厂前，均进行了全程液压胀。此时，胀接区域管子与管壁紧密结合，管子端口20mm未经过液压胀区域间隙中的空气在返修焊接过程中因受热膨胀后只能从一次侧及焊接熔池方向逸出，部分未能逸出熔池的气体在焊缝中形成气孔。
2）仰焊位置返修操作难度大
受现场工况条件限制，封口焊返修必须在仰焊位置操作，焊接难度大，对操作人员技能要求高。
3）返修操作空间狭小
本次返修过程均在密闭的水室封头内执行，空间狭小，工位条件差，不利于返修人员的焊接操作。
4）返修操作空间温度高
由于封口焊水压后返修前须对管子间隙加热干燥，返修过程中操作空间温度较高，返修条件差，不利于返修人员的焊接操作。
4 对于后续返修过程的经验反馈
1）清洁度控制
（1）打磨前用胶布对返修焊缝周围做好保护；（2）打磨过程中用吸尘器清理金属磨屑；（3）打磨后白布清洁，包括返修焊缝及其周围焊缝；（4）定位胀及补焊前、后的清理。
2）保护气质量控制
（1）气体出厂检定合格；（2）出厂合格气体送第三方复检。
3）钨极焊接烧损控制
（1）焊前及焊接过程中钨极检查；（2）记录每个返修焊缝使用钨极的烧损及更换情况。
焊接过程控制
（1）焊接过程中控制电弧及起弧、收弧；（2）每层焊接后目视检查，保证目视无缺陷。
5）通过对再次产生气孔缺陷的原因分析，为确保后续返修的质量，采取分层焊接方式，每焊一层至少打磨1/3，确保焊缝中气孔的及时发现和去除；
6）现场尽可能为操作人员创造更有利于返修的操作条件。
5 结论
该蒸汽发生器总共返修221次，其中有20个焊缝为二次返修、181个焊缝为一次返修，总共返修的焊缝是201个，没有出现三次返修的情况。返修后的焊缝经过目视检查、尺寸检查、液体渗透检查及射线检查，检查结果均合格。
蒸汽发生器作为核安全一级和核质保一级设备，其对于核电站的重要性不言而喻，在运营工地进行这样大批量的返修尚无先例，无可借鉴的案例。通过对该设备返修过程的记录，缺陷形成的分析，及时解决所存在的问题，对于商运后该蒸汽发生器的安全运行有着重要的意义。
参考文献
[1]RCC-M 第三卷MC篇[S].检验方法，1993.
[2]RCC-M 第四卷S篇[S].焊接，1993.
[3]东方电气.蒸汽发生器返修方案（HYH/QMD-QP-SG-RE），2011，12.
[4]东方电气.蒸汽发生器返修后的检验方案（DFHM/QCD-2012-001），2012，1.
