Page 122 - 无损检测2021年第三期

郭玉炳:
非径向管板焊接接头的超声检测
等)、 设备闸门及人员过渡仓等。所有的安全壳贯穿
件在大多数情况下是由封闭套筒构成的双 屏障组
件, 其典型的结构如图 1 所示。
图 1 安全壳贯穿件典型结构示意
所有贯穿件套管组件都被设计成水平状态, 大
部分套管的轴线都指向安全壳的中心, 但也有少数
贯穿件套管的轴线并不指向安全壳中心, 而是与 0°
~180° 或 90°~270° 轴线平行, 与 0°~180° 轴线平行
的套管有 P23 , P24 , P25 , P26 , P44 , P45 等 6 根, 与
90°~270° 轴线平行的套管有 P19 。贯穿件套管与安
全壳或补强板的相对位置分为两类, 一类属于正交,
即套管与补强板或安全壳垂直; 一类属于非正交, 即
套管与补强板或安全壳呈一定的角度
1.2 非径向管板焊接接头的结构特点
以 AP1000 主蒸汽管道路径上的机械贯穿 件
P44 / P45 为例, 其结构如图 2 所示, 尺寸和材料参数
如表 1 , 2 所示。贯穿件套管材料为 SA350Gr.LF-
2 ; 补 强 板 材 料 为 SA738 Gr.B ; 采 用 手 工 电 弧 焊
( SMAW ) 的 方 式 1 进 行 焊 接, 涉 及 的 焊 接 位 置 有
3G ( 立焊), 4G ( 仰焊) 等。坡口形式为 K 型, 坡口角
度两侧均为 45° 。
图 2 机械贯穿件 P44 / P45 结构示意
在机械贯穿件 P44 / P45 的安全壳底封 头上进
行开孔并安装补强板( 厚度为 95.35mm ), 套管插
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2021 年 第 43 卷 第 3 期
无损检测
表 1 P44 / P45 结构尺寸 mm
标识 D i D o T 1 T c
尺寸 / 规格 406.40 520.70 95.35 44.50
表 2 P44 / P45 构成及材质
名称 材料 壁厚 / mm
插入板 SA-738Gr.B -
套管 SA350Gr.LF-2 57.15
保护管 SA-333Gr.6
入补强板预先开好的孔中进行焊接。坡口位于补强
板侧, 坡口角度为 45° 。套管材料为 SA350Gr.LF-
2 , 外径为 520.7mm , 壁厚为 57.15 mm 。套管中心
轴线与补强板垂直方向成 20.6° 的夹角, 即补强板、
补与套管相交的非径向全熔透焊接接头沿套管周向
均在不断变化。由于此角度在不断变化强板本身弧
度的变化及套管几何形状的影响, 其有别于正交径
向全熔透焊接接头。部分区域因探头扫查距离不
足。笔者将结合超声检测工艺、 被检对象几何特点,
综合分析解决存在的技术受限问题。
1.3 缺陷产生原理及重点检测部位
受贯穿件套管结构的特点及现场工作条件影
响, 此类非径向的焊接难度较大, 特别是靠近下端的
[ 2 ] 。
焊接接头及套管与补强板夹角小的部位。根据焊接
工艺分析, 此类非径向管板的焊接接头主要采用多
层多道的手工焊接方式, 在工期紧、 工作量大且为全
手工电弧焊焊接的情况下, 对整个焊接过程控制都
有较高的要求。受安装顺序影响, 安全壳与补强板
之间的焊接接头先于此焊接接头完成焊接, 故此焊
接接头焊接过程中受焊接应力的影响较大。
以下情况也给焊接接头的质量带来了诸多不确
定性。组对间隙小, 单侧焊接完成后, 若清根不彻
底, 极易形成未焊透缺陷; 清根后或层间修磨不当,
极易形成未熔合缺陷; 受焊接位置及狭小空间的制
约, 施焊过程难以控制, 若焊工手法不熟练, 容易形
成未熔合、 夹杂等缺陷; 焊接时若预热或层间温度控
制不当, 在焊接及结构应力的作用下, 容易形成危害
性较大的裂纹; 受焊条烘干程度、 风速、 湿度等因素
的影响, 焊接过程中易产生夹杂、 气孔等缺陷。
从贯穿件套管与补强板非径向管板焊接接头的
结构受力及焊接过程中容易产生的缺陷方面进行分
析, 进行超声检测时应重点检测的部位有: 套管一侧
的熔合面; 补强板一侧的坡口熔合面; 不易于施焊的
区段; 套管壁内靠近熔敷金属的部位; 焊接接头背面
清根部位等。在制定超声检测工艺时, 应结合以上