一種核電站密封焊返修方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核電站焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站密封焊返修方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 焊接是建設(shè)核電工程極為重要的制造方法，是核電站制造、安裝與服役維護過程 中需要確保的關(guān)鍵技術(shù)。核島主要部件均為焊接結(jié)構(gòu)，核島內(nèi)主要承壓部件，包括反應(yīng)堆壓 力殼、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器、循環(huán)泵及一回路管路，其制造與現(xiàn)場安裝均是采用焊接技術(shù)。要求核 島焊接構(gòu)件在高溫、高壓、輻照及水（汽）質(zhì)環(huán)境下長壽命高安全可靠性的工作，對焊接質(zhì) 量提出了極高的要求。
[0003] 核電工程中所用材料品種很多，母材及焊接材料冶金質(zhì)量要求極高。核電結(jié)構(gòu) 中接頭部位和形式復(fù)雜，如J形焊接接頭，如圖IA所示，為核電站控制棒控制機構(gòu)（CRDM， Control Rod Drive Mechanism)的安裝不意圖，在CPR1000堆型的核電站中CRDM位于反應(yīng) 堆上方，CRDM的耐壓殼1設(shè)置有內(nèi)螺紋，反應(yīng)堆壓力容器頂蓋接管座2設(shè)置有與內(nèi)螺紋匹 配的外螺紋，在安裝CRDM的過程中，耐壓殼1與反應(yīng)堆壓力容器頂蓋接管座2通過內(nèi)螺紋 和外螺紋匹配連接，另外，如圖IB所示，為耐壓殼1與接管座2的殼體的焊接接頭示意圖， 耐壓殼1與接管座2的殼體采用焊接密封（圖IB中虛線框圈出的部位即為J形接頭），其 焊縫3最終作為反應(yīng)堆壓力容器壓力邊界的一部分，起到密封的作用。
[0004] 這種在CRDM系統(tǒng)安裝的過程中，為保證耐壓殼1和接管座2焊縫的密封性使用的 一種特殊的焊接方式屬于密封焊；該焊縫有母材厚度較薄（I. 9±0. Imm)、內(nèi)部空間狹小、 焊后空間相對密封的特點CRDM密封焊縫。然而，在進行CRDM密封焊的過程中，由于電弧 焊的自身特性，可能產(chǎn)生不可接受的焊接缺陷。為修復(fù)該不可接受缺陷而進行的修復(fù)焊接 即為密封焊返修。正是由于該處焊縫有內(nèi)部空間狹小、母材厚度薄、焊接完成后難以從內(nèi)部 進行惰性氣體保護等技術(shù)困難，CRDM密封焊的返修需要開發(fā)專用的焊接方法。
[0005] 目前，針對上述密封焊的缺陷有兩種返修方案：
[0006] 第一種返修方案為：采用整體切割重新焊接技術(shù)，開發(fā)專用切割機械工具，將切割 機加持在耐壓殼上，刀具對準(zhǔn)焊縫，機械旋轉(zhuǎn)將切割焊縫部位，并將焊縫區(qū)整體切除重新組 裝焊接。雖然，第一種返修方案能夠保證焊縫質(zhì)量；但是，對加工尺寸要求精度高，加工后既 要保證安裝力矩、又需保證組對間隙值，實施較為困難，同時設(shè)備需要特殊定制，返修成功 率較低，存在返修風(fēng)險大，周期長，費用高的問題。
[0007] 第二種返修方案為：采用堆焊修復(fù)技術(shù)，即在有缺陷部位外表面堆焊一層熔敷金 屬，增大承載截面厚度，保證設(shè)備密封不泄露。但是，在焊后檢查中發(fā)現(xiàn)不可接受的缺陷需 進行返修時，因其焊縫有母材厚度較?。↖. 9±0. Imm)、內(nèi)部空間狹小、焊后空間相對密封的 特點，對于局部缺陷（長度小于40mm)使用此方案進行返修難以避免以下三個問題：1)缺 陷不能完全去除，理論上存在擴展的可能，有再次開裂的風(fēng)險；2)此方案需對存留在設(shè)備 內(nèi)部的缺陷進行理論安全評價，建立評價模型，理論計算過程復(fù)雜，評審難度大；3)熔敷金 屬厚度較大，焊接接頭局部存在應(yīng)力集中，對接頭機械性能有不利影響。
[0008] 可見，現(xiàn)有技術(shù)中存在，核電站密封焊焊縫缺陷返修工藝復(fù)雜且焊接風(fēng)險大的技 術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的核電站密封焊焊縫缺陷返修工藝復(fù)雜且焊接風(fēng)險 大的技術(shù)問題，提供一種核電站密封焊返修方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)了返修焊接工藝簡便、為不 銹鋼焊縫背面不可達(dá)的背面腔室提供惰性氣體保護、排除水壓試驗后殘留水分，保證焊接 質(zhì)量的技術(shù)效果。
[0010] 一方面，本發(fā)明實施例提供了一種核電站密封焊返修方法，所述方法包括步驟：
[0011] S1、當(dāng)確定密封焊的焊縫缺陷位置后，基于所述焊縫缺陷位置的軸線，在所述密封 焊的焊縫上確定中心線，并在所述中心線上鉆多個并排的第一孔；其中，所述多個并排的第 一孔中任意兩個相鄰的孔之間存在孔橋；
[0012] S2、斷開所述孔橋，以在所述焊縫上形成槽型坡口；
[0013] S3、在所述焊縫上距離所述槽型坡口預(yù)設(shè)距離的部位，鉆第二孔，以為焊接操作面 的背面腔室充氬氣；
[0014] S4、對所述背面腔室進行清潔，并對所述槽型坡口和所述第二孔進行返修焊接；
[0015] S5、在所述返修焊接完成后，對焊縫進行外觀、液體滲透和水壓試驗檢查。
[0016] 可選的，在所述步驟Sl?S3中，在進行鉆磨操作的同時，所述方法還包括：
[0017] 利用吸塵器吸除鉆磨過程中形成的雜物。
[0018] 可選的，所述吸塵器包括固定吸嘴和可拆裝吸嘴，所述可拆裝吸嘴的吸塵端頭為 與所述槽型坡口形狀匹配的中空扁形，所述步驟S4具體包括以下步驟：
[0019] S41、將所述可拆裝吸嘴安裝于所述固定吸嘴上，并將所述吸塵端頭與所述槽型坡 口匹配對接，以使所述吸塵器吸除鉆磨過程中落入所述背面腔室中的雜物；
[0020] S42、將所述焊縫加熱到預(yù)設(shè)溫度，并將充氬管通入所述第二孔內(nèi)，利用高壓氬氣 和高溫將所述背面腔室的殘留水分排除干凈；
[0021] S43、利用粘性密封膠帶封堵所述槽型坡口的部分槽口，并預(yù)留預(yù)設(shè)長度的槽口作 為排氣孔；同時，保持充氬時間大于等于第一預(yù)設(shè)時長；
[0022] S44、采用手工鎢極氬弧焊對所述排氣孔進行焊接，同時，逐步揭除所述粘性密封 膠帶，直至完成對所述槽型坡口的全部槽口的焊接；
[0023] S45、從所述第二孔中拔掉所述充氬管，立即焊接封堵所述第二孔，保證所述背面 腔室的氬氣保護效果。
[0024] 可選的，在執(zhí)行步驟Sl?S3時，采用鉆頭進行鉆孔操作，所述鉆頭上設(shè)置有一套 筒，用于限制所述鉆頭的鉆孔行程。
[0025] 可選的，在所述步驟S42之后且所述步驟S43之前，所述方法還包括以下步驟：
[0026] S46、通過溫濕計檢測所述背面腔室內(nèi)的殘余濕度，獲得濕度檢測結(jié)果；
[0027] S47、當(dāng)所述濕度檢測結(jié)果表明所述背面腔室內(nèi)殘留水分排除干凈時，停止對所述 焊縫進行加熱，并通過所述第二孔持續(xù)向所述背面腔室內(nèi)充氬氣，直至所述焊縫的加熱區(qū) 域表面溫度緩冷到50°C以下。
[0028] 可選的，在所述步驟S44之后且所述步驟S45之前，所述方法還包括以下步驟：
[0029] S48、當(dāng)所述槽型坡口全部焊接完成之后，在返修焊接部位進行一道不填加焊絲的 光面焊；
[0030] S49、繼續(xù)向所述背面腔室充第二預(yù)設(shè)時長的氬氣。
[0031] 另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種核電站密封焊返修系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0032] 鉆孔模塊，用于當(dāng)確定密封焊的焊縫缺陷位置后，基于所述焊縫缺陷位置的軸線， 在所述密封焊的焊縫上確定中心線，并在所述中心線上鉆多個并排的第一孔；其中，所述多 個并排的第一孔中任意兩個相鄰的孔之間存在孔橋；斷開所述孔橋，以在所述焊縫上形成 槽型坡口；以及在所述焊縫上距離所述槽型坡口預(yù)設(shè)距離的部位，鉆第二孔，以為焊接操作 面的背面腔室充氬氣；
[0033] 清潔焊修模塊，用于對所述背面腔室進行清潔，并對所述槽型坡口和所述第二孔 進行返修焊接；
[0034] 返修檢測模塊，用于在返修焊接完成后，對焊縫進行外觀、液體滲透和水壓試驗檢 查。
[0035] 可選的，所述系統(tǒng)還包括：吸塵器，用于在所述鉆孔模塊進行鉆磨操作時，吸除鉆 磨過程中形成的雜物。
[0036] 可選的，所述吸塵器包括固定吸嘴和可拆裝吸嘴，所述可拆裝吸嘴的吸塵端頭為 與所述槽型坡口形狀匹配的中空扁形；所述清潔焊修模塊，具體包括：
[0037] 改良吸塵單元，用于將所述可拆裝吸嘴安裝于所述固定吸嘴上，并將所述吸塵端 頭與所述槽型坡口匹配對接，以使所述吸塵器吸除鉆磨過程中落入所述背面腔室中的雜 物；
[0038] 除水單元，用于將所述焊縫加熱到預(yù)設(shè)溫度，并將充氬管通入所述第二孔內(nèi)，利用 高壓氬氣和高