核电站钢制安全壳SA738Gr.B钢焊缝裂纹产生原因分析及预防

针对国内某核电工程钢制安全壳闸门插入板与筒体之间的焊缝产生裂纹的实际情况,重点围绕焊接过程质量控制,焊接热裂纹、冷裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹以及再热裂纹产生的原因进行了详细分析,确定了SA738Gr.B钢焊缝裂纹产生的原因和制定了合理的预防措施,避免裂纹再次产生,为后续工程焊接工艺制定提供了参考。     

核电站钢安全壳SA738Gr.B钢SH-CCT曲线的测定及分析

基于焊接热模拟技术,采用膨胀法利用Gleeble-3500热模拟机对核电站钢安全壳SA738Gr.B钢的焊接热影响区连续冷却转变(SH-CCT)曲线进行了测绘,并结合其金相组织及维氏硬度等进行了分析研究。本研究为SA738Gr.B钢焊接工艺的正确制定提供了依据。     

改进新型SA738 Gr.B钢的埋弧横焊工艺研究

针对强度下限为655 MPa的改进新型SA738 Gr.B钢,采用自主研制的PP-H10Mn2Ni2Mo焊丝、PP-SAFB1-01QR焊剂,利用埋弧焊进行横焊对接工艺试验,按照核电钢制安全壳规范要求,通过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、观察接头宏观和微观组织,分析接头的组织和力学性能,结果表明：接头的室温抗拉强度均大于母材最低抗拉强度值,断裂模式为韧性断裂;在-29℃条件下焊缝区冲击吸收功平均值为108 J,热影响区冲击吸收功平均值为63 J;在低温条件下接头保持了良好的韧性。接头的各项指标满足核电技术要求,证明研发的焊接材料、焊接工艺适合改进新型SA738 Gr.B钢的焊接。     

SA738Gr.B钢焊接热影响区组织及性能的热模拟试验

采用热膨胀的方法测定了钢制安全壳用钢SA738Gr.B在不同冷却速度下的组织转变,采用GLEEBLE-2000试验机模拟分析了焊接参数对热影响区组织及冲击韧性的影响,进行了实际焊接,验证了与实际组织的相一致性.结果表明,随冷却速度的降低,SA738Gr.B钢板先后发生贝氏体转变、先共析铁素体析出及先共析铁素体+珠光体组织的转变.多层多道焊时,实际热影响区组织以混合组织为主,其基体组织基本符合同冷却速度条件下的热模拟组织,具有较高的抗裂性能.研究结果对生产实践具有较好的参考和指导作用.     

SA738 Gr.B焊接工艺研究

结合ASME焊接标准和先进压水堆钢制安全壳设计技术要求,对某大型先进压水堆核电站钢制安全壳用SA738 Gr.B钢板进行了热处理工艺条件下和非热处理条件下的焊接工艺性能试验研究。试验证明,采用的焊材、焊接工艺参数及焊后热处理工艺能够满足SA738 Gr.B钢板的焊接成型技术要求。     

核电站钢制安全壳SA-738 Gr.B的焊接工艺

介绍了SA-738 Gr.B焊接工艺研究所用的工艺评定标准和焊接工艺方法以及焊接材料选择等,然后介绍了工艺试验的目的、试验难点、试样制备及方法,最后分析了SA-738 Gr.B钢的横焊位置的工艺评定试验结果。结果表明,施工单位拟定的焊接工艺参数能够焊接出符合要求的焊接接头,拟定的焊接工艺正确可行。     

工艺参数对SA738Gr.B钢焊接接头组织及力学性能的影响

SA738Gr.B是低合金高强度钢,首次应用于AP1000核电钢制安全壳,研究采用ER90S-G专用焊丝80%Ar+20%CO_2气体保护焊进行接头性能试验。试验结果表明,热输入量在1.2~2.0 kJ/mm范围内焊接接头的拉伸和冲击性能均满足安全壳的技术要求,焊缝组织以细小均匀针状铁索体为主、热影响区以贝氏体为主;焊后600℃,保温10 h热处理对接头的微观组织及力学性能的影响不大。     

SA335 P91与SA106 Gr.B异种钢焊接接头的性能分析

文中对SA335 P91与SA106 Gr.B异种钢采用P91钢配套的焊接材料进行焊接,采用P91钢的热处理工艺进行热处理,对焊接接头进行力学性能测试和显微组织观察,试验结果满足标准要求,并对试验结果进行了分析,能够为SA335 P91与SA106 Gr.B异种钢焊接提供一定的借鉴。     

核电钢制安全壳SA738 Gr.B搭接接头裂纹成因分析

文中研究了在核电站钢制安全壳SA738 Gr.B模拟件焊接过程中,自动熔化极气体保护电弧焊(GMAW)与焊条电弧焊(SMAW)纵向搭接接头裂纹的产生原因,重点讨论了搭接接头的热影响区粗晶区的显微组织与力学性能。为了对裂纹发源位置进行定位,首先采用相控阵超声检测技术(PAUT)对裂纹进行测量,反演裂纹发源位置,然后对裂纹发源位置自动GMAW和SMAW焊缝热影响区粗晶区进行光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)显微组织观察,并进行显微硬度、室温拉伸和室温冲击等力学性能试验。试验结果表明,不同焊接方法导致搭接接头热影响区粗晶区的显微组织与力学性能存在差异,残余应力作用下的力学性能失配导致搭接接头裂纹产生。     

核电站钢制安全壳焊接变形控制

以核电站钢制安全壳现场拼装焊接为例,介绍了某核电站钢制安全壳的组成,SA738Gr.B材料的焊接特点,施工难点,焊接工艺,控制焊接变形的常用方法等;结合钢制安全壳的结构特点,分析钢制安全壳拼装焊接过程中焊接变形的原因,并以钢制安全壳的底封头拼装焊接为例,从坡口设计、坡口组对间隙、错边量、定位焊、焊接工艺等方面阐述控制底封头焊接变形的措施,实践结果表明,拟定的焊接变形措施可行,为后续核电站钢制安全壳现场拼装焊接变形控制提供参考。     

钢制安全壳焊后热处理工程应用与建议

根据钢制安全壳的结构尺寸、建造方式和焊后热处理要求,分析对比了适宜钢制安全壳焊后热处理的加热方式,并通过应用证明了局部焊后热处理的可行性.结合工程经验,提出了推动厚度小于60 mm的SA-738 Gr.B钢板免除焊后热处理,或采用超声波冲击处理代替焊后热处理的建议.     

SA517 Gr.B焊接工艺

采用E11018-G和E12018-G两种不同强度的焊材,对SA517Gr.B高强钢进行焊接工艺试验研究,进行拉伸试验、侧弯试验和冲击弯试验。结果表明,E11018-G和E12018-G焊接材料均能够满足SA517Gr.B钢材的焊接技术要求,采用E11018-G可有效降低接头焊接应力,降低焊缝裂纹敏感性,提高焊缝质量稳定性。     

特厚临氢设备用SA387Gr.22Cl.2钢板的组织控制

对特厚临氢设备用SA387Gr.22Cl.2钢板的CCT曲线进行测定,模拟计算不同厚度下SA387Gr.22Cl.2钢板厚度1/2处的冷却速度,确定形成贝氏体组织最小冷却速率(临界冷却速度)。结果表明,形成贝氏体组织最小冷却速率为1℃/s及正火空冷临界厚度为50 mm,板厚超过200 mm时临界冷却强度急剧增加,心部会出现铁素体且含量2%内多边形铁素体,对力学性能没有显著的影响。     

压力容器钢板SA516Gr70显微组织分析和屈服表面预测

用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和背散射电子衍射(EBSD)等实验技术,研究了压力容器钢板SA516 Gr70的显微组织和晶粒取向分布.根据多晶体塑性变形模型,预测了钢板的屈服表面.实验和计算结果表明,钢板的显微组织均为铁素体和珠光体,心部晶粒尺寸明显大于表层晶粒尺寸；钢板热轧后的主要织构组分是[111] 〈110〉、[111] 〈112〉和[001] 〈110〉；限制条件对屈服表面影响较大,随着松弛限制的晶粒体积分数增加,屈服表面缩小,沿轧向的平面应变屈服应力逐渐大于沿横向的平面应变屈服应力.     

ASME MC级部件焊后热处理

探讨ASME锅炉及压力容器规范第Ⅲ卷第Ⅰ册NE分卷MC级部件焊后热处理温度范围,模拟焊后热处理的目的意义。结合焊后热处理的预期目的、材料特性、结构特点、工程建造等综合考虑制定焊后热处理的工艺参数及加热方式,并提出局部焊后热处理加热方式可借鉴ASME第Ⅷ卷第Ⅰ册。     

304+20R复合钢管焊接及焊缝裂纹修复

通过对成阳500 万t/年常减压装置减压转油线复合钢管304 20R(规格为φ2 042×(18 3))焊缝裂纹的分析,确定其裂纹产生的主要原因.根据不同的管径和缺陷所在位置制定相应的修复工艺,并对复合钢焊缝裂纹进行全面修复,论述了复合钢管的焊接材料选用、焊接顺序以及焊缝缺陷的返修等焊接工艺.     

核电用钢SA508Gr.4N两段式本构模型的建立及管板终锻火次模拟

采用新一代核电材料SA508Gr. 4N钢的真应力-真应变数据,建立了该材料基于物象的温度、应变及应变速率的两段式流变应力本构模型,引入了相关系数R及平均相对误差AARE,验证本构模型的预测能力,发现相关系数和平均相对误差分别为0. 9915和5. 06%。采用该本构模型进行二次开发,基于Fortran语言编写子程序嵌入DEFORM软件,结合SA508Gr. 4N钢随温度变化的热导率及比热容等实测热物性参数,对核电关键零件管板大锻件的关键终锻火次,包括平锤头展宽、压平凸台及旋转压实3个子工艺进行了系统模拟,分析了在不同工艺参数下,热锻成形过程中的锻件温度场、应力场、等效应变场及最终成形性能,最后得到了合理的锻造工艺方案。