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由中国电建集团核电工程有限公司历时3年半完成的《国产设备应用在核电主管道窄间隙自动焊的焊接工艺研究》成果通过山东省及核能行业专家验收和鉴定,成果技术水平达到国际领先水平,标志着该公司在掌握中国第三代核电站核岛建造及设备安装关键技术研发方面取得突破,打破了国外设备厂商在此领域的垄断,提升了核电建设国产化水平。
核电主管道窄间隙自动焊焊接工艺研发是山东省重点科技攻关项目,该项目自年3月启动。中电建核电公司在“主管道窄间隙自动焊焊接工艺”研发过程中,先后开展了主管道窄间隙自动焊的工艺试验、工艺评定以及出现缺陷后的返修模拟补焊等工作,并对自动焊工艺涉及的管道坡口尺寸、焊机选型、焊材选择、保护气体类型、焊口无损检测,以及组对公差控制、现场焊接逻辑等进行深入、全面研究形成成套成熟、先进焊接工艺,下一步将通过工程实践应用,有效地把科研成果转化为生产力,以体现科技创新的价值和强大生命力。
项目基于国内外核电站主管道焊接技术及装备情况,进行了焊接设备、焊接技术及补焊工艺等全面研究,形成了核电站主管道窄间隙自动焊成套工艺,实现了窄间隙焊接设备的国产化替代,打破了国外设备、技术的垄断,获得了一系列研究成果,并进行了验证应用,效果良好。主要研究内容包括:(1)核电主管道焊接性研究通过研究核电管道材料的焊接性,以判断所选用的结构材料、焊接材料和焊接方法等是否适当。通过相关试验,研究材料获得满足使用条件要求的自动窄间隙焊接接头的材料特性参数。(2)焊接材料性能匹配性试验通过对焊接材料熔敷金属的化学成份、常温抗拉强度、冲击韧性,高温抗拉强度,金相组织等进行研究,解决焊接材料与母材的匹配性问题。(3)窄间隙自动焊焊接工艺评定拟定窄间隙自动焊焊接电流、超窄间隙坡口尺寸及形式、焊接速度、层间温度等焊接工艺参数、对口间隙、焊口对正精度等,通过焊接接头常温力学性能试验、高温力学性能试验、晶间腐蚀试验等一系列试验,来评定所拟定焊接工艺参数的合理性,确保能获得符合要求的焊接接头,并完成焊接工艺评定报告,作为编制核电主管道窄间隙自动焊的焊接工艺规程(WPS)。(4)模拟补焊修复工艺研究窄间隙自动焊超标缺陷的补焊修复是一个工艺难点和重点,本项目通过系列补焊修复工艺试验,确定补焊修复工艺参数,形成补焊工艺规程。(5)窄间隙自动焊接头无损检验研究依据坡口设计,研究在打底焊接及填充焊接采用射线及着色检验的焊接过程控制方式,综合考虑影响探伤的各项因素。(6)窄间隙自动焊坡口设计研究坡口的形式和尺寸是影响焊接速度和保证根部焊道质量的关键要素之一,接头的应力变形是核电主管道安装的重要要素。通过对坡口设计研究,达到提高焊接接头质量的目的。在设计坡口时,综合考虑工艺质量(特别是侧壁熔合质量)和制造难度两方面因素。
在核电站核岛工程建设中,核岛冷却剂主管道是连接核电站反应堆压力容器、主泵和蒸发器等主要设备的大厚壁承压管道,被称为核电站的“主动脉”,承担着核安全保护屏障的重要功能。“主管道窄间隙自动焊技术”应用于核电站的建设,不但能降低人员劳动强度、改善现场工作环境、缩短核电建造周期、提高焊接质量,还能全面应用于在役核电站蒸发器更换过程中的主管道焊接,可以最大程度减少维修人员辐射剂量和保障安全。中电建核电公司研发的“主管道窄间隙自动焊技术”是完全具有自主知识产权的国产设备主管道自动焊技术,他们把这项技术设备国产化,可大大降低施工成本、提高焊接质量和焊接效率,对提升核电站工程质量工艺水平将发挥重要作用。
近年来,中电建核电公司深入实施创新驱动发展战略,不断推进“产学研用”深度融合,不断提升公司自主创新和成果转化能力,打造国内领先、世界一流的自动焊接及检测研发队伍,完成了“山东省核电站建造及检测工程实验室”的认定,组建了“济南市泉城产业领军人才创新团队”,为核电站建造关键技术的研发提供了平台支持。针对核电属于科技密集型行业的实际情况,中电建核电公司不断加大核电科技钻研力度,筹建了“山东省核电站常规岛及辅助设施建造工程技术研究中心”,成立了“核电工程技术研发中心”。该公司继年取得民用核安全设备安装许可证(核岛安装资质)之后,更是坚持技术先行,紧紧围绕核电安装重大关键技术,全面开展技术攻关,其中“核电主管道窄间隙自动焊”是省级科技攻关项目,也是该公司重点科技创新攻关项目之一。
作为全国范围内同时拥有电力施工总承包特级资质和民用核安全设备安装许可证的三家工程企业之一,早在年,就参建了中国首座大型商用核电站广东大亚湾核电站的建设,之后又承建了广东岭澳核电站。年,该公司在全国首次以建安一体化模式承建了广东阳江核电站一期1、2、5号机组常规岛建筑安装工程。年,该公司成功中标荣成国核压水堆示范工程一号机组常规岛及BOP建安工程,以及广东陆丰核电一期BOP土建工程,年全面进入核电检修市场。年,又先后中标了中广核南鹏岛海上风电集控中心、陆丰海洋风电工程基地、石岛湾核电工程检修等项目。目前,做为中国电建集团核电建设领域的领军企业,凭借着优异的核电工程业绩,中电建核电公司成为中核、中广核、国家电投三大核电集团的合格承包商。
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