焊接AP1000核电站CV筒体与贯穿件套筒的方法与流程

本发明涉及核电建造领域，尤其涉及一种对AP1000核电站中的钢制安全壳筒体与安装在该筒体上的贯穿件套筒进行焊接的方法。

背景技术：

在建造AP1000核电站时，需在核岛内的钢制安全壳(CV)筒体上安装5个机械贯穿件，且这些机械贯穿件外部的套筒与CV筒体之间的连接方式如图1所示，贯穿件套筒1与CV筒体2组对形成T型接头，且该T型接头的坡口形式为K型坡口。

在现有技术中，都是在核岛施工现场采用手工电弧焊焊接方法对贯穿件套筒和CV筒体形成的T型接头进行焊接，焊接步骤如下：

首先，在CV筒体内侧对CV筒体和贯穿件套筒组对形成的内侧坡口中进行定位焊，且定位焊的层数为2-3层，在每一层中，定位焊的定位点至少有三处，且每一处定位焊形成的焊缝长度约为50mm；

接着，定位焊焊接完成后，在CV筒体外侧进行目视检查，确定焊缝根部是否存在缺陷，若有缺陷，使用内磨机打磨去除，直至无缺陷；若无缺陷，则在CV筒体外侧对CV筒体和贯穿件套筒组对形成的外侧坡口进行填充焊接4-5层；

然后，在CV筒体内侧采用碳弧气刨方法去除定位焊焊缝，在气刨完成后在CV筒体内侧进行目视检查和液体渗透检测，并在检测合格后，先在CV筒体内侧进行填充、盖面焊接直至内侧坡口焊接完成，再对外侧坡口进行填充、盖面焊接直至外侧坡口焊接完成；

最后，对焊缝进行目视检查、液体渗透检测及超声波检测，若检测合格，则表明贯穿件安装完成。

采用上述焊接方法虽然能够完成对CV筒体和贯穿件套筒之间的K型坡口的焊接，但是，采用手工电弧焊方法进行焊接，在焊接过程中产生缺陷尤其是焊缝根部产生缺陷的几率增加，消耗大量的人力、物力且施工周期较长。

技术实现要素：

为在保证焊接质量的前提下提高焊接效率，减少缺陷产生几率，本发明提出一种焊接AP1000核电站CV筒体与贯穿件套筒的方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1、将所述贯穿件套筒吊装到所述CV筒体上安装所述贯穿件套筒用的安装孔内，并在调整所述贯穿件套筒的水平度和安装标高后将所述贯穿件套筒临时固定到所述安装孔内，且所述贯穿件套筒的水平度和安装标高满足设计要求；

步骤S2、使用钨极氩弧焊方法在所述CV筒体内侧的坡口内和所述CV筒体外侧的坡口内进行打底焊接；

步骤S3、对所述贯穿件套筒的方位角进行测量计算，当所述方位角的偏差α＞2°时，对所述贯穿件套筒的方位角进行调整，直至所述方位角的偏差α≤2°，采用手工电弧焊焊接方法在所述CV筒体内侧的坡口内和所述CV筒体外侧的坡口内交替进行填充焊接和盖面焊接至焊接完成。

采用该方法对AP1000核电站CV筒体与贯穿件套筒组对形成的K型坡口进行焊接时，在组对完成后直接进行打底焊接而不进行定位焊，故可取消碳弧气刨操作及其后续的打磨操作，缩短了施工周期，且利用钨极氩弧焊方法进行打底焊接，可保证焊接质量。

优选地，在所述步骤1中，采用固定设置在所述CV筒体内壁和外壁上的若干个临时定位件对所述贯穿件套筒进行临时固定，所述临时定位件包括定位块和锁定螺栓，所述定位块上设置有朝向所述贯穿件套筒的定位螺孔并固定在所述CV筒体的内壁上，所述锁定螺栓安装在所述定位螺孔中并抵靠在所述贯穿件套筒的外壁上。进一步地，所述CV筒体的内壁和外壁上分别设置有三个临时定位件，且该三个临时定位件在所述安装孔周围呈均匀分布。采用这种临时定位件既可以通过锁定螺栓锁定贯穿件套筒的位置完成贯穿件套筒的临时固定操作，又可以通过旋拧锁定螺栓对贯穿件套筒的水平度和安装标高进行调整，从而可完成对贯穿件套筒的方位角的调整。另外，这种临时定位件结构简单，使用方便。

优选地，在所述步骤S2中，进行打底焊接形成的打底焊道的层数为2-3层。优选地，在所述步骤S3中，在所述贯穿件套筒位于CV筒体内侧的内端面上任意选取至少三个不重合的点作为测量分析点，并利用全站仪对所述测量分析点进行测量；根据测量得到的数据及设计数据在绘图软件中构建所述贯穿件套筒的内端面，确定所述贯穿件套筒的实际中心轴线，并分析计算出所述实际中心轴线和所述贯穿件套筒的理论中心轴线的夹角，得到所述贯穿件套筒的方位角的偏差。构建贯穿件套筒的内端面时，利用多点定位一平面的方式进行构建，尤其是采用三点定位一平面时，测量数据少，且构建得到的贯穿件套筒的内端面的准确度高。进一步地，在所述贯穿件套筒的内端面0°、90°、180°、270°四个位置中任选三个位置处的点作为测量分析点，定位及测量分析方便。

优选地，在所述步骤S3中，对所述贯穿件套筒的方位角进行调整时，采用切割打磨工具将打底焊接形成的打底焊道清除并调整所述贯穿件套筒的水平度和安装标高。这样，在对贯穿件套筒的方位角进行调整时，不用使用蛮力调整，可避免贯穿件套筒及CV筒体在调整过程中受损，且可根据需要调整调整幅度，进而可提高贯穿件套筒的安装精度。进一步地，对所述CV筒体内侧的坡口和所述CV筒体外侧的坡口进行填充焊接时，焊接形成的填充焊道的层数为3-4层。优选地，对所述CV筒体内侧的坡口和所述CV筒体外侧的坡口进行盖面焊接时，焊接形成的盖面焊道的层数为2-3层。

附图说明

图1为现有技术采样手工电弧焊方法对贯穿件套筒与CV筒体进行焊接连接后的剖视示意图；

图2为本发明方法中采用临时定位件对贯穿件套筒进行临时固定时的结构示意图；

图3为本发明方法中采用钨极氩弧焊焊接方法对贯穿件套筒与AP1000核电站CV筒体进行打底焊接后的剖视示意图；

图4为采用本发明方法对AP1000核电站CV筒体与贯穿件套筒进行焊接后的剖视示意图。

具体实施方式

下面，结合附图2-4对本发明焊接AP1000核电站CV筒体与贯穿件套筒的方法进行详细说明，具体步骤如下：

步骤S1、如图2所示，利用起重机等吊装设备将贯穿件套筒1吊装到CV筒体2上安装贯穿件套筒1用的安装孔22内，并在调整贯穿件套筒1的水平度和安装标高后将贯穿件套筒1临时固定到安装孔22内，且贯穿件套筒1的水平度和安装标高满足设计要求。优选地，采用固定设置在CV筒体2的内壁21和外壁(图中未示出)上的若干个临时定位件3对贯穿件套筒1进行临时固定。优选地，临时定位件3包括定位块31和锁定螺栓32，且定位块31上设置有朝向贯穿件套筒1的定位螺孔(图中未示出)并固定在CV筒体的内壁上；锁定螺栓32安装在定位螺孔中并抵靠在贯穿件套筒1的外壁上。这种临时定位件3结构简单，使用方便。优选地，定位块31焊接固定在CV筒体的内壁上。优选地，CV筒体2的内壁21和外壁(图中未示出)上分别设置有三个临时定位件3，且该三个临时定位件3在安装孔22周围呈均匀分布，即相邻两个临时定位件3与安装孔22的中心点在投影面上投影形成的圆心角为120°。采用这种临时定位件3既可以通过锁紧锁定螺栓32对贯穿件套筒1的位置进行锁定，完成贯穿件套筒1的临时固定操作，又可以通过旋拧锁定螺栓32对贯穿件套筒1的水平度和安装标高进行调整，从而完成对贯穿件套筒1的方位角的调整操作。当然，也可以采用其他结构形式的临时定位件对贯穿件套筒进行临时固定，只要能够将贯穿件套筒临时固定在安装孔内即可。

步骤S2、如图3所示，使用钨极氩弧焊方法在CV筒体2内侧的坡口41内和CV筒体2外侧的坡口42内进行打底焊接。优选地，进行打底焊接形成的打底焊道的层数为2-3层。采用钨极氩弧焊方法进行打底焊接，可保证焊接质量，且在组对完成后直接进行打底焊接而不进行定位焊，可取消碳弧气刨操作及其后续的打磨操作，缩短了施工周期。

步骤S3、对贯穿件套筒的方位角进行测量计算，当方位角的偏差α＞2°时，对贯穿件套筒的方位角进行调整，直至方位角的偏差α≤2°，如图4所示，采用手工电弧焊焊接方法对CV筒体2内侧的坡口41和CV筒体2外侧的坡口42交替进行填充焊接和盖面焊接至焊接完成。

在对贯穿件套筒1的方位角进行测量计算时，如图2所示，先在贯穿件套筒1位于CV筒体2内侧的内端面11上任意选取至少三个不重合的点作为测量分析点；然后，利用全站仪测量分析点进行测量，并根据测量得到的数据在绘图软件中构建出贯穿件套筒1的内端面，进而得出过该内端面的中心点并与该内端面垂直的线，即贯穿件套筒1的实际中心轴线，并根据核电站的设计数据在绘图软件中的同一坐标系下构建贯穿件筒体1的理论中心轴线；最后，在绘图软件中分析计算得出贯穿件筒体1的实际中轴线与理论中心轴线之间的夹角的值，即得到贯穿件套筒的方位角的偏差α的值。在构建贯穿件套筒1的内端面11时，利用多点定位一平面的方式进行构建，尤其是采用三点定位一平面时，测量数据少，且构建准确度高。在确定测量分析点时，优选贯穿件套筒1的内端面11的0°、90°、180°、270°四个位置中任意三个位置处的点，测量分析点的定位及测量分析均较为方便。为便于后续专业技术人员对相关数据进行分析，优选四个不同的点作为测量分析点。本发明中采用的绘图软件可为Auto CAD或其他类似的绘图软件。

在对贯穿件套筒1的方位角进行调整时，采用切割打磨工具将打底焊接形成的打底焊道清除，并旋拧临时定位件3中的锁定螺栓32调整贯穿件套筒1的水平度和安装标高。这样，在对贯穿件套筒1的方位角进行调整时，不用使用蛮力调整，可避免贯穿件套筒1及CV筒体2在调整过程中受损，且可根据需要调整调整幅度，进而可提高贯穿件套筒1的安装精度。

在对CV筒体2内侧的坡口41和CV筒体2外侧的坡口42交替进行填充焊接和盖面焊接时，填充焊接形成的填充焊道的层数为3-4层，盖面焊接形成的盖面焊道的层数为2-3层。具体焊接顺序有如下两种：

第一种：先对CV筒体2内侧的坡口41进行填充焊接，再对CV筒体2外侧的坡口42进行填充焊接，然后对CV筒体2内侧的坡口41进行盖面焊接，最后对CV筒体2外侧的坡口42进行盖面焊接。

第二种：先对CV筒体2外侧的坡口42进行填充焊接，再对CV筒体2内侧的坡口41进行填充焊接，然后对CV筒体2外侧的坡口42进行盖面焊接，最后对CV筒体2内侧的坡口41进行盖面焊接。

采用本发明方法对需安装到核电站CV筒体上的5个机械贯穿件的贯穿件套筒焊接到CV筒体上时，可提前7天完成焊接工作，大大缩短了施工周期，减少了此类贯穿件安装时产生缺陷的几率。