2023核电厂常规压力容器焊接修复技术规程

2023核电厂常规压力容器焊接修复技术规程目录前言..........................................................................112345678范围................................................................................2规范性引用文件......................................................................2一般规定............................................................................2修复前准备..........................................................................4焊接修复工艺........................................................................6焊接修复质量检验...................................................................10缺陷重新补焊修复...................................................................12焊接修复技术资料...................................................................12附录A（资料性附录）核电常规压力容器材料成分........................错误!未定义书签。附录B（资料性附录）预热、层间、跟踪回火、后热及焊后热处理温度参考范围错误!未定义书签。。1核电厂常规压力容器接修复技术规程1范围本标准规定了核电厂在役常规压力容器缺陷采用焊接方法修复的技术条件、质量检验等基本要求。非热力系统压力容器的焊接修复，可参照本标准执行。本标准使用的对象：仅限于汽、水、汽水介质的固定式钢制(按照压力分级)压力容器的焊接修复，不涉及压力容器安全性评价、缺陷评定及焊接修复后安全性评价等。3一般规定.1总则3233.1.1核电厂常规岛压力容器的维修焊接工作和质量验收应符合本标准的规定，合同另有约定除外。.1.2核电厂常规岛压力容器焊接修复前应按DL/T1117或其他相应的工艺评定标准的规定进行焊接工艺评定。333.1.3焊接接头质量检验应根据压力容器质量要求和工况条件按相应标准分级、分类进行。.2施工单位.2.1承担核电厂常规岛压力容器焊接修复工程的施工单位，应具备国家相关主管部门批准颁发的相应资质或具有业主审查认可的相应业绩并且具有完善的质量、环境和职业健康管理体系。3333.2.2施工单位应明确焊接技术负责人，全面负责落实工程焊接技术质量管理工作。.3设备及仪器仪表.3.1施工单位应具备与所承担的修复工作规模相适应的设备及设施。.3.2匹配。焊接、热处理、无损检验设备及仪器、仪表，应按计量规定定期校验标定。3.4人员资格相关人员要求应符合DL/T1118第3.4条的规定33.5焊接方法及工艺评定试验.5.1焊接方法焊接修复可采用焊条电弧焊（SMAW）、钨极惰性气体保护焊（GTAW）等焊接方法。焊接方法选择原则为：a）应根据钢材成分、性能、坡口形式及尺寸等情况，选用易于控制规范，便于灵活操作，热量集中的钨极氩弧焊、焊条电弧焊或其他特种焊等焊接方法；b）焊条电弧焊适用于各种复杂坡口补焊、各种焊接位置及母材金属的焊接修复；c）钨极氩弧焊适用于小坡口、裂纹敏感性大、穿透性缺陷打底层及薄件的焊接修复。3.5.2焊接工艺评定试验及见证件由业主保存焊接工艺评定试验、焊接工艺规程、施焊记录及焊工的识别标记。评定试验相同。变试验等能反映修复接头持久寿命的试验项目。焊接材料选用原则如下：a）宜选用与母材匹配焊接材料；b）艺评定确认合格；c）焊工艺评定合格，亦可选用高镍奥氏体钢或镍基焊接材料；d）宜选用直径为2.5mm或3.2mm的焊条（焊丝）等规格较小的焊接材料；e）宜选用低氢型或超低氢型、高韧性及工艺性能优良的焊接材料。3.6焊接材料3.6.1焊接材料种类焊接材料包括焊条、焊丝、电极及焊接用气体等。.6.2焊接材料质量要求33标准的规定进行熔敷金属理化性能评定，合格后方可使用。33.6.3焊接材料选用原则.6.3.1工艺规程的要求综合考虑。.6.3.2焊缝金属力学性能应不低于相应母材金属标准规定的下限值或满足设计图纸规定的技术条件要求。33.6.4焊接材料验收、存放及使用3.6.4.1或相应标准的规定。.6.4.2焊接材料验收、存放及使用过程管理等应符合3223规定的要求。存放超过有效限期或对其质量产生怀疑时，应重新进行复验，符合相应标准技术条件和质量要求后方可使用。.6.4.333中。3333333.6.4.4焊丝使用前应清除表面油、锈、污、垢等杂物，露出金属光泽。.6.4.5钨极氩弧焊电极应符合GB/T4191的规定。.6.5焊接用气体.6.5.1气体保护焊使用的氩气应符合GB/T4842的规定，其氩气纯度不应低于99.99%。.6.5.2气体保护焊使用的二氧化碳气体应符合HG/T2537的规定。.6.5.3焊接中使用的其他气体应符合相应标准的规定。.7质量控制键环节的HR验及验收。3.8修复现场环境条件修复场所的最低环境温度要求如下：a）碳素钢为－20℃；b）低合金高强度钢、低合金耐热钢为－10℃；c）中、高合金耐热钢为0℃以上；d）奥氏体不锈钢不作规定。露天焊接的风速应符合GB50236的规定，当采用气体保护焊时现场风速超过2m/s超过8m/s时，应有防风措施，否则禁止施焊。焊接区域1m范围内的相对湿度不应高于85%。母材金属表面潮湿、覆盖有冰雪，或施焊区域有雨、雪、冰雹等直接侵袭时不得施焊。4修复前准备4.1缺陷确认采用无损检测方法确定缺陷的位置、尺寸和性质类型，明显标注并做好详细记录。44.2缺陷清除及确认.2.1缺陷清除方法缺陷清除宜采用机械加工方法，也可采用热加工方法进行。4不锈钢容器缺陷应采用机械方法清除，对不锈钢容器进行打磨应使用不锈钢专用砂轮片。4.2.2缺陷未完全清除的条件及要求受到修复条件限制无法完全清除缺陷时，应对缺陷打磨前（或打磨后）进行可记录NDT接修复后，对返修部位进行相同探伤方法的NDT检验。如果确定经过返修后的缺陷发生了扩展，则应评价。安全性评价可依据压力容器设计标准、和GB/T19624-2004在用含ASME规范XIAR6含缺陷金属结构完整性评估标准、法国RSEM规范（在役检查规则）附录5缺陷评估）进行。44.3坡口制备.3.1坡口形式选择原则基本推荐坡口形式如表1证焊接修复质量的前提下，减少填充金属、降低焊接残余应力和变形、避免产生缺陷并便于焊接操作。表1基本的坡口形式缺陷坡口名称坡口形式坡口尺寸ααRR未穿透性裂纹或孔穴α>10oU形或梯形R≥5mmα=20o~120oP=1mm~3mmδ<70mmV形或X形穿透性裂纹ααα>10oP=1mm~3mmR≥5mmRRU形或双U形σPδ≥70mmP4.3.2坡口质量检测坡口制作完成后，应对坡口表面进行磁粉或渗透探伤。坡口表面内外及边缘20mm范围内的母材金属应无裂纹、分层、重皮、夹杂、坡口破损及毛刺等缺陷。对于缺陷未完全清除的情况，应详细记录缺陷形貌、大小、性质等。4.3.3坡口清理焊接前，必须对焊接部位的坡口及坡口两侧20mm范围内清除氧化物、水分、油污等。44.4焊接变形监测与控制.4.1变形监测部位和方法5确焊接变形的控制部位、变形量指标和检验检测方法。修复过程监测可使用指针、固定块等方式进行。修复后检验可使用游标卡尺、塞尺、千分尺等测量工具分别在修复前、后检验，并得出变形量。4.4.2防止变形措施入量、对称施焊、分段退焊及锤击消除应力等工艺措施。5焊接修复工艺5555.1焊接工艺.1.1.1.2承担焊接修复单位应提出质量要求，该要求应报业主审批通过后方可实施。.1.3对焊接接头缺陷进行修复的坡口，其单边应加宽坡口以便去除原焊接接头的热影响区，增加的宽度根据原焊接接头的焊接工艺确定。5.1.4宜采用对称、分散、分段、退焊、多层、多道等降低焊接残余应力或改善焊接接头性能的操作低焊接残余应力，锤击时应趁热、用力适当、击点密集。5.1.5要求焊后热处理时，缺陷修复后应立即按工艺规范要求进行焊后热处理。修复焊接头热处理结束后，修复区域表面宜修磨处理，使其外观形状与原焊缝金属基本一致并与母材金属圆滑过渡。.1.6拆除附件后对焊接区域进行表面探伤，确保无裂纹缺陷。.1.7中、高合金钢（含奥氏体钢及双相不锈钢）剩余厚度不大于10mm范围内焊接时，内壁（背面）55应充氩气或混合气体保护。焊接前应使用检验方法测试内部保护气含量达到技术规范要求，如氧表等。当容器内部容积较大时，可进行局部充保护气，但是其范围应足够宽以保证保护范围内金属不被氧化，必要时通过模拟件测试其保护效果。55.2.2.1预热方式与加热方法方法进行。焊前预热应根据母材金属的焊接性、材料厚度、接头形式、结构特点、焊接材料类型、焊接工艺、焊接顺序、评定结果等因素综合确定。55.2.2常用钢材施焊的推荐预热温度见表2，具体修复预热温度应不低于工艺评定制定的最低温度。.2.3特殊条件下的预热温度选择应按以下原则：a）异种钢焊接时，预热温度应按焊接性较差或合金成分含量较高一侧选择；b）厚度相差较大两构件相焊时，预热温度应按构件焊缝处公称厚度较大者选择；c）d）在0℃以下低温焊接，所有规格、所有材料（奥氏体不锈钢材料除外）焊接修复均需要预热，预热温度应按表2的规定宜提高30℃～50℃；e）按要求焊前应预热的构件，重新焊接时应再次预热。5.2.4预热及保温范围常用钢材焊接修复推荐的预热温度见表属厚度的3倍，且不小于100mm。6表2常用压力容器钢材焊前预热温度管材板材钢材类别预热温度（T）mm℃mm℃碳含量不大于0.35%的碳素钢及其铸件≥26100～200≥34≥30≥28100～150C-Mn钢Mn-V钢≥15150～200100～1501.5Mn-0.5Mo-V—≥15100～150200～3000.5Cr-0.5Mo、1Cr-0.5Mo≥10≥6150～250200～30011Cr-0.5Mo-V.5Cr-1Mo-V≥6≥6—2Cr-0.5Mo-W-V.75Cr-0.5Mo-V、2.25Cr-1MoCr-1Mo-V-Ti≥6250～350250～350250～350250～350135Cr-1Mo、Cr13—5.2.4温度检测方法a）预热过程应采用远红外、热电偶或其他合适的方法对温度进行检测。b15mm~20mm方法，达到热电偶与测点母材金属表面牢固接触。点焊固定按照第5.1.11条规定。5.3层间温度、后热及跟踪回火5.3.1层间温度a）要求焊前预热的构件，其层间温度应不低于规定的预热温度下限，且不高于400℃，并应控制在焊接工艺评定所确定的层间温度范围之内。b）奥氏体类钢焊接时，层间温度不高于150℃。5.3.2后热a）时，应及时进行后热。b）后热的温度宜为300℃～350℃，保温时间一般为1h～2h。焊接工艺规程对后热规范有规定时按其工艺参数进行。5.3.3跟踪回火a）跟踪回火是指每层艺措施。进行跟踪回火工艺仅限于碳钢材料焊接修复。b）跟踪回火工艺流程：焊接→跟踪回火→层间温度控制→次层回火焊道焊接c）跟踪回火温度一般控制在400~500℃，层间温度一般控制在300~350℃，次层回火焊道应能够完全覆盖上层焊缝金属且具有良好的回火效果。d）使用跟踪回火工艺修复的焊缝可免做焊后热处理。e）跟踪回火工艺规程应在独立的焊接工艺评定基础上编制。修复后的焊缝应进行焊接残余应力测试，其合格标准应不大于200MPa。55.4焊后热处理.4.1下列构件的焊接接头，应进行焊后热处理：7a）壁厚δ＞30mm的碳素钢管道、管件；b）壁厚δ＞32mm的碳素钢容器；c）壁厚δ＞28mm的低合金高强钢（C-Mn钢等）容器；d）壁厚δ＞20mm的低合金高强钢（Mn-Mo-V钢等）容器；e）耐热钢管子及管件壁厚大于20mm的低合金高强钢管道（5.4.3f）其他经焊接工艺评定需进行焊后热处理的构件。5.4.2免做焊后热处理的范围下列构件采用钨极氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后后热缓冷的焊接接头可免做焊后热处理：a）壁厚δ≤8mm，碳钢、0.5Cr-0.5Mo、1Cr-0.5Mo材料；b）壁厚δ≤6mm，1Cr-0.5Mo-V材料；c）奥氏体不锈钢焊接选用奥氏体或镍基焊接材料，经焊接工艺评定合格，其焊接接头可免做焊后热处理；d）铁素体与奥氏体异种钢焊接选用高铬镍奥氏体或镍基焊接材料，其焊接接头不宜焊后热处理；.4.3焊后热处理规范.4.3.1常用钢材焊后热处理规范的保温温度及保温时间见表55应按承压构件选取焊后热处理规范。5.4.3.2焊后热处理保温温度按以下规定选取：a）3参见表4；b）调质（或正火+高温回火）状态下的钢材，其焊后热处理的保温温度应低于调质处理时的回火温度30℃～50℃；c）铁素体异质钢焊接接头，焊后热处理保温温度应根据母材、焊接材料及焊接工艺评定选择。5.4.3.3焊后热处理保温时间宜按照构件热处理有效厚度（δPWHT）计算，具体规定如下：a）对接接头按焊缝横截面上的厚度（余高不计）计算；b）角接接头有效厚度δPWHT可按焊脚尺寸K计算：1）K＜5mm时，δPWHT＝3K＋5(mm)；2）K＝5mm～10mm时，δ＝2K＋10(mm)；3）K＞10mm时，δPWHT＝K＋20(mm)；c）组合焊缝为对接焊缝厚度与角焊缝厚度中的较大者。5.4.3.4不等厚焊接接头的焊后热处理有效厚度的选取如下：a）在壳体上焊接修复管板、平封头、盖板、凸缘或法兰时，取壳体厚度；b）接管、人孔与壳体组焊焊缝修复时，在接管颈部、壳体、封头、补强板和连接角焊缝厚度中取其较大者；c）接管与高颈法兰焊缝修复时取管颈厚度；d）管子与管板焊缝修复时取其焊缝厚度。表3焊后热处理的保温温度及保温时间构件热处理有效厚度（δPWHT）mm37.5～5012.5～2525～50～75～100100～125钢种(举例钢号)≤12.5℃37.575保温时间（t）h8C≤0.35%C-Mn600～650－－1.522.252.52.52.750.5Cr-0.5Mo650～700670～7000.50.5111.51.5222.252.252.752.751Cr-0.5Mo2.51Cr-0.5Mo-V1.25Cr-1Mo-V.75Cr-0.5Mo-V.25Cr-1MoCr-0.5Mo-VWCr-1Mo-VTiCr-1Mo、Cr13720～750720～750750～7800.50.511.523451211.51.752.5234520.7511.251.52.253.53.254.54.255.55.25－35表4焊后热处理温度低于规定值的保温时间比规定温度范围下限值降低的温度（T）℃降低温度后的最短保温时间1)（t）h22585504102)202)110注：1)最短保温时间适用于焊后热处理壁厚不大于25mm的构件，当焊后热处理厚度大于25mm时，厚度每增加25mm，最短保温时间则应增加152)仅适用于碳素钢和16MnR5535.4.4加热和冷却速度.4.4.1在300℃以上的加热或冷却速度不宜超过（6250/δPWHT）℃/h，当升降温速度计算结果小于0℃/h，应按30℃/h.4.4.2降温至使用流动空气冷却。5.4.5加热范围5.4.5.1压力容器修复后热处理可以整体加热也可以局部加热。其中，整体加热分为外部整体加热和内部整体加热两种。.4.5.2局部整体热处理时加热宽度应从焊缝边缘算起，每侧不少于构件最大厚度一侧壁厚的3且不少于60mm，并应采取措施降低周向和径向温差。555.4.6温差控制与保温.4.6.1焊后热处理温度控制热电偶设置应符合5.2.4的规定，位置固定在修复焊缝金属表面宽度中心。5.4.6.2焊后热处理保温过程中，在加热范围内任意两点间温差应不大于50℃，加热边缘50mm范围内不计算在内。5.4.6.3焊后热处理保温宽度从修复焊缝边缘算起，每侧不得小于构件最大厚度一侧壁厚的5倍，且每侧应比加热器的宽度增加不少于100mm。焊后热处理保温层厚度应大于80mm。5.4.7工艺见证件焊后热处理规范需要制备工艺见证件时，见证件与设备构件应采用相同的焊后热处理工艺规范。96焊接修复质量检验66.1目视检验.1.1目视检验方法未熔合等；目视检查不合格的焊接接头，不得进行其他方法的无损检验。6.1.2目视检验合格标准焊接区域目视检验合格标准见表5。表5焊接区域外观检查标准检验标准壁厚（δ）4.5＜δ≤6.3检验项目δ≤2.92.9＜δ≤4.56.3＜δ≤201~3δ＞20余高错边1~2D≤100100＜D≤300D＞300≤0.8≤1.0≤0.5咬边不要求打磨）咬边≤10%δ≤10%δ≤10%δ且≤0.5深度≤0.2δ≤0.5（深度≤0.2δ深度≤0.2δ深度≤1.5深度≤1.5不允许（要求打磨）D＜1212≤D＜25≤1.525≤D＜5050≤D＜100≤2.0D≥100≤1.5根部凸出≤1.0根部凹陷≤0.8≤1.2≤1.2≤1.5气孔、夹渣不允许部未焊透不允许注：δ为检验焊件厚度，D6.2无损检测无损检测内容应参照制造厂检验要求。6.2.1焊接接头无损检验方法和要求如下：a）无损检验采用射线、超声波、渗透及磁粉等方法进行；b）接头须采用渗透检验方法；c）焊接接头内部缺陷宜选用射线或超声波检验方法；d）对具有延迟裂纹倾向或再热裂纹倾向的母材金属，无损检验应在焊后热处理至少24h后进行。e）现场焊接接头的理化试验可选用硬度测试、金相检验、残余应力测试等方法。666.2.2硬度检验焊接修复后进行热处理的焊接接头进行硬度检验。.2.2.1检验时间硬度检验在焊后热处理完成后宜冷却到室温下进行。.2.2.2检验方法及执行标准a）可取样焊接接头硬度检验应采用台式硬度仪，符合GB/T231的规定。10b）现场硬度检验可采用便携式里氏硬度仪，符合GB/T17394的规定。6.2.2.3合格标准（1）热处理后焊缝金属硬度检验值，不超过母材金属布氏硬度值加100HB(异种钢不超过高合金侧母材金属布氏硬度值加HB)且满足下列规定(异种钢焊缝以合金含量低侧母材成份计算合金总含量)：a）合金总含量＜3%b）合金总含量3%～10%布氏硬度值≤270c)合金总含量＞10%布氏硬度值≤3002）不合格焊接接头的处理布氏硬度值≤250（硬度检验不合格的焊接接头，应以双倍数量的检验点追加检验该焊缝金属硬度。于标准值时应按有关规定另行处理。66.2.3焊接接头无损检验.2.3.1检验标准照相应制造标准执行，无特殊规定时应执行本标准的规定。6.2.3.2检验方法选用a)伤或超声波探伤。b）奥氏体钢和非、弱铁磁性材料焊接接头宜采用渗透检验和射线探伤。c）同一焊接接头当采用两种或以上检验方法，应按各自的合格标准评定。66.2.3.3检验时机焊接接头无损检验宜在热处理完成24h后进行；重新进行焊接修复焊后热处理后的修复焊缝，应在热处理完成48h以后进行检验。.2.3.4检验执行标准焊接接头无损检验执行标准见表6。表6无损检验标准及级别检验方法射线检验超声波检验磁粉检验或渗透检验工件及接头形式管道对接接头DL/T821-2002DL/T820-2002B级JB/T4730.3－2005B级JB/T4730.3－2005B级－JB/T4730.4-2005或JB/T4730.5-2005JB/T4730.4-2005或JB/T4730.5-2005JB/T4730.4-2005或JB/T4730.5-2005JB/T4730.4-2005或JB/T4730.5-2005支管接头JB/T4730.2-2005AB级JB/T4730.2-2005AB级－压力容器对接接头角焊、套接焊、附件焊及密封焊6.2.3.5检验质量合格级别a）射线检验达到DL/T821-2002或JB/T4730.2-2005Ⅱ级。b）超声波检验达到DL/T820-2002或JB/T4730.3-2005Ⅰ级。c）磁粉检验或渗透检验达到JB/T4730.4-2005或裂纹、成排气孔、分层和长度大于1.5mm线性缺陷显示。6.2.3.6不合格焊接接头的处理探伤不合格焊缝应重新进行返修，重复返修次数不得多余211依据4.2.5条进行安全评定合格后，不合格返修可不进行重复处理。66.2.4金相检验.2.4.1检验方法复膜要求等符合DL/T652及DL/T884的规定。金相照片放大倍数宜选取200倍或以上倍数。6.2.4.2检验范围和未受热影响的母材。6.2.4.3合格标准a）无裂纹、无过烧组织等非正常组织，高合金钢无网状析出物和网状组织。b）金相组织符合相应技术条件规定的要求。6666.2.5焊接残余应力.2.5.1焊接残余应力测试方法可使用小孔法或射线法。.2.5.2焊接残余应力测试点至少应包括修复焊缝、修复焊缝热影响区及母材三点。.2.5.3焊接残余应力测试的最大主应力不应大于材料屈服强度-30MPa。7缺陷重新补焊修复7.1重新补焊修复程序7.1.1焊接修复完成的设备构件按相关标准规定，经外观或无损检验确认存在超标缺陷，应进行缺陷产生原因分析，必要时进行失效分析及安全性评估，确定是否需要重新补焊修复。.1.2确认为必须修复处理的超标缺陷，当表面或近表面缺陷深度超过设备构件的最小设计壁厚，不可采用机械修磨方法处理的内部缺陷，应采用补焊方法修复。77.2缺陷补焊修复频次3纹及热应变脆化倾向钢材的构件，补焊修复不宜超过2超出规定补焊频次，由技术部门进行评估。7.3重新补焊修复技术要求补焊修复工艺参照第58焊接修复技术资料8.1焊接技术资料编制焊接技术资料由施工单位焊接技术人员负责编制，其他各类焊接人员应积极配合。.2资料移交及内容8施工单位应向业主移交的技术资料，由业主和施工单位协商一致后执行或按以下内容移交：）焊接材料质量证件）焊工、热处理工及检验人员资格证书复印件；）焊接工艺评定项目的目录及应用范围统计表）焊接施工组织设计、重大技术措施、焊接工艺规程；e）压力容器焊接记录、热处理记录、焊后检验报告及射线检验底片、焊接修复构件记录单。f）焊接工程技术总结和专题技术总结。12附录A（资料性附录）核电常规压力容器材料成分与力学性能附表1核电常规压力容器材料化学成分牌号Q245RaQ345RaQ370R化学成分（质量分数）/%CBSiMnCrNiMoNbVPSAlt≥≤0.20≤0.35≤0.20≤0.55≤0.18≤0.550.50~≤≤1.00c1.20~.601.20~.600.025≤0.015≤0.020≥10.025≤0.015≤0.0200.015~0.0500.025~0.0500.005~0.02010.025≤0.015≤118MnMoNbR≤0.223MnNiMoR≤0.150.15~.500.15~.501.20~1.600.45~0.6500.020≤0.010≤1.20~1.600.20~0.400.60~1.000.20~0.4000.020≤0.010≤15CrMoR0.12~.180.05~.170.08~.150.08~.150.15~0.400.40~0.700.80~1.200.45~0.6000.025≤0.010≤14Cr1MoR2Cr2Mo1R2Cr1MoVR0.50~0.400.40~0.651.15~1.500.45~0.6500.020≤0.010≤11≤0.500.30~0.602.00~2.500.90~1.1000.020≤0.010≤0.15~0.400.40~0.700.90~1.200.25~0.350.15~0.3000.0250.010a如果钢中加入Nb、Ti、V等微量元素，Alt含量的下限不适用。b经供需双方协议，并在合同中注明，C含量下限可不作要求。c60mm的钢板，Mn含量上限可至1.20%。1附表2力学性能和工艺性能拉伸试验冲击试验弯曲试验钢板厚度mm屈服强度REl/（N/mm2）不小于a伸长率A/%V型冲击功A序号交货状态抗拉强度180°b=2a/温度/℃KVRm/(N/mm2)不小于3~1616~36＞36~602452352252051853453253153052852653703603404003903903802952752553