台山核电常规岛主行车轨道焊接反变形控制

台山核电常规岛主行车轨道焊接反变形控制

王东兴

中国能源建设集团广东火电工程有限公司广州510000

摘要：目前核电工程常规岛大型桥式起重机的轨道安装均采用焊接连接方式，轨道采用的是高强度搞磨高锰钢，由于轨道焊缝厚度大，焊接过程中容易产生焊接变形与焊接应力。为满足桥式起重机安装后能安全顺畅运行，轨道安装平直度控制严格。因此起重机轨道焊接的质量关系到其相关系统在安装以及维修期间行车的安全运行。

关键词：核电；桥式起重机；轨道；焊接变形；控制

0前言

台山核电站一期采用法国EPR第三代核电机组，两台单机容量为1750MW，该工程常规岛主行车设计栽荷为300/70T双梁桥式起重机。其中轨道总长为109.55m，轨道材料为U75V，轨道高度170mm，安装采用逐段焊接连接。由于焊缝厚度大，焊接过程容易产生焊接变形和焊接应力，为满足轨道焊后平直度要求，在焊接前应采用反变形措施。

1组对

在焊接过程中轨道接头将向下弯曲变形，在焊接前必须采取反变形措施，把轨道垫起一定的高度以保证在焊接完毕后，轨道能保证平直。根据台山核电1、2号常规岛行车轨道的规格及以往经验，轨道接口处垫高值一般为15~20mm，如图1：

图1焊接接头组对示意图

焊接前对轨道焊接区的铁锈及氧化物打磨至金属本色，并对坡口进行PT检验，确认表面无任何缺陷后才能开始组对；

同时严格按照安装工序进行焊接，严禁跨点作业；

焊工核对行车轨道上面的焊缝编号、材质、规格、坡口型式和尺寸等，与焊接记录单一致后，才能开始焊接。

2焊接过程

2.1预热

焊接前对轨道焊接接头进行预热，预热采用远红外电加热的方法，加热器围绕轨头，轨腰和轨底固定，应尽可能使加热器紧贴钢轨，同时包上保温棉，达到均匀预热的目的；

预热温度为350~500℃，达到预热温度后，恒温0.5～1小时后开始焊接。预热范围如下图，预热长度为焊缝两侧150mm，对称分布在为焊缝中心线两侧，使用红外线或接触式测温仪测量预热温度，以靠近轨道接头端面20mm内区域的温度为准。

2.2焊接：

焊接采用直流焊机反接，焊接时轨底要使用铜垫板，轨腰两侧焊接时可用铜板作为侧垫，焊接过程中尽量提高焊接热输入以控制轨道焊接过程中出现裂纹；

焊接材料：焊条J70C-1，φ4.0mm；

轨道对接焊缝共分三层，见下图2；

图2焊接接头分层示意图

第一层焊接，两根轨道底部之间的间隙为15～20mm，轨道接头处应垫5～8mm的铜垫板（见下图3）。用直径为Φ4mm的J70C-1焊条焊接轨道头道焊缝，并清除焊渣。

图3焊缝填充示意图

第二层焊接，除去第一层焊接时的焊渣。要在轨道两侧面用铜板端头作为侧垫，见下图4，并随着焊缝逐层上升，保证铜板与轨道的间隙为3~5mm。该间隙用3～4mm焊条进行控制，以便焊接时不断增多的熔渣流出。一般情况下，轨道截面小时熔渣间隙取小值，轨道截面大时熔渣间隙取大值；

焊接时焊条在焊缝中间引弧，并采用回焊法收弧；

图4

第三层焊接，采用直径Φ4.0mm的70C-1焊条进行堆焊，完成整个接头处的焊接后，堆焊高度应高于母材约2mm；

焊接过程中须随时用直钢板尺检查轨道接头的变形情况；

焊接过程中，每完成一道焊缝都必须把焊渣清除干净才能继续施焊，每一接头应尽量一次焊接完成，不能断断续续焊接，层间温度应不低于最低预热温度。如被迫中断，要采取适当的措施进行焊缝缓冷，避免焊缝出现裂纹；

接头焊缝完成后必须清除所有焊渣，并立即修补所有焊接缺陷和其他不平整处。

轨道焊接及修补完工以后，反变形的垫板才能全部抽出；

焊后热处理采用远红外电加热的方法进行加热，热处理温度为600～650℃，热处理恒温时间1～2小时，然后采用保温材料进行保温，使其缓慢冷却。

3焊缝接头打磨

热处理完成后，对轨道接头的踏面及两侧面的焊缝进行磨平，一般焊缝不允许低于母材，达不到要求时可采用补焊解决，但是在修补时轨道也必须预热，预热温度达到350～500℃时才能进行补焊；当焊缝凸起过大时，可先用扁铲将过高焊缝铲除一部分，然后使用电动砂轮机将焊缝磨到与钢轨头平齐，打磨结束后，轨面焊缝处比母材高出约0.5mm，最后用锉刀或细砂纸将表面修磨光滑一些，并消除较大的刻痕；

每一轨道接头应一次焊接完成，不允许断断续续焊接。

4外观检查

行车轨道焊缝焊接完成后，焊工应进行自检，并在旁边标识焊工代号及焊接日期；

由焊接QC1、QC2、MQC按图纸或相关规范要求进行外观检查；

外观检验不合格的焊缝，不允许进行其它项目检验；

外观检查的合格标准：

焊缝表面应力求成形美观，焊缝边缘应光滑过渡到母材；

轨道表面焊缝应与母材平齐且不得低于母材；

5NDE检查

行车轨道焊缝NDE检查采用采用磁粉检验，焊缝表面不允许有任何裂纹

6结论

通过对常轨道主行车轨道安装焊接过程中采用反变形措施，轨道焊接完成焊缝外观成形美观，NDE检验未发现裂纹缺陷。轨道安装完成后平直度符合设计要求，满足主行车的安全运行条件。

参考文献：

[1]陈祝年，焊接工程师手册[M]，北京：机械工业出版社，2002.

[2]付荣柏焊接变形的控制与矫正[M]，北京：机械工业出版社，2006.

作者简介：

王东兴，男，汉族，1986年9月出生于广东化州。现就职于中国能源建设集团广东火电工程有限公司台山常规岛项目部QC部担任焊接质检工程师。