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摘要：通过对除氧器环缝焊接坡口组对质量进行控制、焊接收缩变形和角变形进行控制、层间清理和背面清根的控制，保证焊接过程质量，防止焊接缺陷产生，预防焊接变形。通过对焊后的射线检验进行技术分析，确保除氧器环缝射线检验的工艺符合要求，检验工作顺利进行。通过对除氧器环缝热处理工艺进行分析，对热处理过程进行控制，确保环缝热处理质量满足要求，以达到消除应力作用，改善焊接性能的目的。
关键词：除氧器；环缝焊接；质量控制；经验总结
1、前言
除氧器是核电厂常规岛内的重要设备，采用单筒式结构，主要功用是为主给水进行除氧，保证二回路给水介质质量。除氧器筒体材质为Q345R，规格Φ4560×30mm，现场分3段到货，总长约50m，总重约250t，现场组装焊接2条环缝。
因除氧器直径大、壁厚大，焊接变形不易控制，环缝需现场热处理，为保证焊接施工质量，重点从焊接材料选用，坡口、组对间隙和错边控制，焊接变形的控制，返修质量控制，热处理过程控制5个方面进行具体控制。
2、环缝焊接后质量控制
2.1 射线检验（RT）质量控制
射线检验是进行内部缺陷检测，需在焊缝表面磁粉检验合格后进行。射线检检验前，针对除氧器环焊缝Φ4560*30壁厚和直径较大的透照技术条件进行了综合分析。
为保证除氧器射线检验的过程规范，结果准确，要求施工单位制定专项射线检验工艺卡，采用γ射线源Ir-192，中心透照，一次透照有效长度252mm。该方式一次透照，环焊缝全部底片曝光完成，在满足射线检验几何条件的同时，节省施工时间。
在AB级检测技术条件下，射线源至工件表面的最小距离f应满足公式（3-1）[4]。
f≥10d*b2/3 （3-1）
其中d为源的焦点尺寸，γ设备制造厂给定值为3mm，b为工件表面至底片的距离。计算可知，要求f≥289.6mm，因中心透照，故实际f=4500/2=2250mm，完全满足要求。
针对除氧器要求编制专项工艺卡，审查合格。对射线底片进行了100%审查，底片质量符合要求，能够准确评定出焊缝内部质量。
2.2 返修质量控制
焊缝返修过程的质量控制是纠正焊接缺陷的必要途径。焊缝返修的质量控制尤为重要，为确保焊缝返修过程的质量，主要从缺陷定位、缺陷清除后的检验、补焊和焊后检验四个方面着重控制。
除氧器环缝共拍片114张，其中9张不合格，一次合格率为92.1%。针对9张不合格底片的缺陷类型进行统计，未熔合1张底片，超标气孔3张底片，气孔和未熔合均超标2张底片。
除氧器环缝的焊接缺陷主要是气孔和未融合，其中气孔为主要缺陷。根据除氧器的施工环境和工艺状况分析，产生气孔原因：（1）层间清理不干净，杂质在高温时产生气体进入熔池。（2）焊接材料在使用过程中保温不当，表面受潮等，导致焊接时产生气体进入熔池。（3）焊接时，电弧过长，焊速过快，对熔池保护不当。未熔合产生的原因：（1）焊接热输入过小，根部或层间熔合不良，形成未熔合。（2）坡口或层间打磨后存在较深的沟槽或棱角。（3）清理不干净，焊渣过多，熔敷金属流动性差。
对除氧器环缝焊接缺陷返修，进行全程监督质控。缺陷定位采用1：1（与射线底片等尺寸）记录纸标识出缺陷位置，现场确定好标记，贴合后进行定位，采用该方法定位简单，且相对准确。
定位完成后，采用砂轮机或者电磨头对缺陷部位分层打磨，直到将缺陷清除干净，对打磨时缺陷无法确定的磨穿，并打磨出船型坡口，底部圆滑过渡，并进行液体渗透检验（PT），确认缺陷是否清除干净及待焊部位的表面质量。补焊时，按制定的工艺要求采用短弧，多层多道焊，焊道和层间进行打磨清理，返修后射线检验全部合格。
2.3 消除应力热处理质量控制
除氧器环焊缝热处理采用消除应力热处理，以使焊接接头部位金属松弛，释放应力，达到降低应变，减小应力集中，改善接头综合性能的目的。
除氧器热处理工艺要求见下图3-1，升降速率150℃/h，保温温度615±15℃，保温时间1.5h。
热处理前对加热功率进行分析计算，从而合理选择电源及电缆线等热处理设备，对热处理电源单独进行控制，并张贴警示标志，禁止随意接线，保证热处理加热时的功率供应。
因除氧器直径较大，要求热电偶每隔90°布置2支（1用1备），且热电偶测温点距坡口边缘不超过50mm，从而保证测温的准确性和热电偶损坏后能及时启动备用，保证热处理过程正常进行。
因焊接接头包括焊缝区、热影响区、熔合区。加热宽度两侧至少各100mm，用石棉毯进行包裹，并用铁丝整圈绑扎，防止脱落。
热处理过程中，记录仪进行全程打点记录，生成曲线，可直观反映记录的准确性和精度，并每半小时手工记录一次热处理温度数据，形成热处理报告。在热处理全过程中，安排至少2名热处理工进行值班，质控人员进行监督，热处理过程顺利完成。
3、结论
（1）通过焊前对工艺文件的仔细审核，避免了不合格焊材的误用，消除了质量隐患。
（2）通过焊接变形的控制，减少了焊接变形对焊后尺寸变化的影响。
（3）对焊接缺陷进行原因分析和制定改进措施，为焊缝返修合格提供了保证。
（4）对热处理工艺分析和过程控制，确保了热处理工艺过程的顺利完成，改善了接头性能。
参考文献：
[1] TSG Z6002-2010，《特种设备焊接操作人員考核细则》
[2] GB/T 5117-2012，《非合金钢及细晶粒钢焊条》
[3] NB/T 47018.2-2011，《承压设备用焊接材料订货技术条件 第2部分：钢焊条》
[4] NBT 47013.2-2015，《承压设备无损检测 第2部分：射线检测》
[5] NB/T 47015-2011，《压力容器焊接规程》
关键词：除氧器；环缝焊接；质量控制；经验总结
1、前言
除氧器是核电厂常规岛内的重要设备，采用单筒式结构，主要功用是为主给水进行除氧，保证二回路给水介质质量。除氧器筒体材质为Q345R，规格Φ4560×30mm，现场分3段到货，总长约50m，总重约250t，现场组装焊接2条环缝。
因除氧器直径大、壁厚大，焊接变形不易控制，环缝需现场热处理，为保证焊接施工质量，重点从焊接材料选用，坡口、组对间隙和错边控制，焊接变形的控制，返修质量控制，热处理过程控制5个方面进行具体控制。
2、环缝焊接后质量控制
2.1 射线检验（RT）质量控制
射线检验是进行内部缺陷检测，需在焊缝表面磁粉检验合格后进行。射线检检验前，针对除氧器环焊缝Φ4560*30壁厚和直径较大的透照技术条件进行了综合分析。
为保证除氧器射线检验的过程规范，结果准确，要求施工单位制定专项射线检验工艺卡，采用γ射线源Ir-192，中心透照，一次透照有效长度252mm。该方式一次透照，环焊缝全部底片曝光完成，在满足射线检验几何条件的同时，节省施工时间。
在AB级检测技术条件下，射线源至工件表面的最小距离f应满足公式（3-1）[4]。
f≥10d*b2/3 （3-1）
其中d为源的焦点尺寸，γ设备制造厂给定值为3mm，b为工件表面至底片的距离。计算可知，要求f≥289.6mm，因中心透照，故实际f=4500/2=2250mm，完全满足要求。
针对除氧器要求编制专项工艺卡，审查合格。对射线底片进行了100%审查，底片质量符合要求，能够准确评定出焊缝内部质量。
2.2 返修质量控制
焊缝返修过程的质量控制是纠正焊接缺陷的必要途径。焊缝返修的质量控制尤为重要，为确保焊缝返修过程的质量，主要从缺陷定位、缺陷清除后的检验、补焊和焊后检验四个方面着重控制。
除氧器环缝共拍片114张，其中9张不合格，一次合格率为92.1%。针对9张不合格底片的缺陷类型进行统计，未熔合1张底片，超标气孔3张底片，气孔和未熔合均超标2张底片。
除氧器环缝的焊接缺陷主要是气孔和未融合，其中气孔为主要缺陷。根据除氧器的施工环境和工艺状况分析，产生气孔原因：（1）层间清理不干净，杂质在高温时产生气体进入熔池。（2）焊接材料在使用过程中保温不当，表面受潮等，导致焊接时产生气体进入熔池。（3）焊接时，电弧过长，焊速过快，对熔池保护不当。未熔合产生的原因：（1）焊接热输入过小，根部或层间熔合不良，形成未熔合。（2）坡口或层间打磨后存在较深的沟槽或棱角。（3）清理不干净，焊渣过多，熔敷金属流动性差。
对除氧器环缝焊接缺陷返修，进行全程监督质控。缺陷定位采用1：1（与射线底片等尺寸）记录纸标识出缺陷位置，现场确定好标记，贴合后进行定位，采用该方法定位简单，且相对准确。
定位完成后，采用砂轮机或者电磨头对缺陷部位分层打磨，直到将缺陷清除干净，对打磨时缺陷无法确定的磨穿，并打磨出船型坡口，底部圆滑过渡，并进行液体渗透检验（PT），确认缺陷是否清除干净及待焊部位的表面质量。补焊时，按制定的工艺要求采用短弧，多层多道焊，焊道和层间进行打磨清理，返修后射线检验全部合格。
2.3 消除应力热处理质量控制
除氧器环焊缝热处理采用消除应力热处理，以使焊接接头部位金属松弛，释放应力，达到降低应变，减小应力集中，改善接头综合性能的目的。
除氧器热处理工艺要求见下图3-1，升降速率150℃/h，保温温度615±15℃，保温时间1.5h。
热处理前对加热功率进行分析计算，从而合理选择电源及电缆线等热处理设备，对热处理电源单独进行控制，并张贴警示标志，禁止随意接线，保证热处理加热时的功率供应。
因除氧器直径较大，要求热电偶每隔90°布置2支（1用1备），且热电偶测温点距坡口边缘不超过50mm，从而保证测温的准确性和热电偶损坏后能及时启动备用，保证热处理过程正常进行。
因焊接接头包括焊缝区、热影响区、熔合区。加热宽度两侧至少各100mm，用石棉毯进行包裹，并用铁丝整圈绑扎，防止脱落。
热处理过程中，记录仪进行全程打点记录，生成曲线，可直观反映记录的准确性和精度，并每半小时手工记录一次热处理温度数据，形成热处理报告。在热处理全过程中，安排至少2名热处理工进行值班，质控人员进行监督，热处理过程顺利完成。
3、结论
（1）通过焊前对工艺文件的仔细审核，避免了不合格焊材的误用，消除了质量隐患。
（2）通过焊接变形的控制，减少了焊接变形对焊后尺寸变化的影响。
（3）对焊接缺陷进行原因分析和制定改进措施，为焊缝返修合格提供了保证。
（4）对热处理工艺分析和过程控制，确保了热处理工艺过程的顺利完成，改善了接头性能。
参考文献：
[1] TSG Z6002-2010，《特种设备焊接操作人員考核细则》
[2] GB/T 5117-2012，《非合金钢及细晶粒钢焊条》
[3] NB/T 47018.2-2011，《承压设备用焊接材料订货技术条件 第2部分：钢焊条》
[4] NBT 47013.2-2015，《承压设备无损检测 第2部分：射线检测》
[5] NB/T 47015-2011，《压力容器焊接规程》