关于对锆702特种管材焊接工艺控制与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com工程技术IE＆cTechnology控制与应用■张国样陆恒敬顾林飞张德明上海华谊集团建设有限公司200232摘要锆及锆合金是优异的耐蚀结构材料，广泛的应用于核动力工程和化工耐蚀结构，。锆702属非合金级锆，化学性质活泼，对焊接条件变化极为敏感。国内核工业系统在核反应堆燃料芯棒护套等小范围锆材料焊接中，多采用真空电子束焊或隋性气体保护小型室内焊接工艺，现场条件下大规模的化工管道焊接有较大难度。本文主要论述了锆7O2管材在大型醋酸主装置工艺管道焊接施工及焊接方面特殊要求及管理控制，按此方法，工

2、程施工质量达较高水准，整个特材管道焊缝一次探伤合格率达到lo0％。关键词锆702特种管材焊接工艺中图分类号Tu44l文献标识码B文章编号1672—9323(2【J(】9)O4一【)(】01_031特种管材概况时，很容易溶解其表面的氧化物，还与大多数元素(包括陶瓷)发醋酸主装置其物料腐蚀性很强，设备、管道、阀门及仪表等生反应。锆和锆合金在2o0℃开始吸收氧，300℃开始吸收氢，需采用价格昂贵的特种合金材料。醋酸工程由于特殊性及介质4【J(】℃开始吸收氮，对焊接条件的变化极为敏感，焊接技术的关腐蚀性，采用稀贵金属锆材和其他特殊镍

3、基合金材料制作设备键是焊前金属表面的清理和焊接高温条件下的隋性气体保护。和管道，我们承担醋酸装置工程使用了锆702管材，壁厚最厚为国内核工业系统在核反应堆燃料芯棒护套等小范围锆材料焊接l4．27mm，最大直径为350mm，锆702的主要化学成份及机械中，多采用真空电子束焊或隋性气体保护小型室内焊接工艺，现性能见下表l。场条件下大规模的化工管道焊接有较大难度。表1锆702材料主要化学成份及机械性能2．2管道特性一

4、i本工程部分的特材管道压力偏高，最大设计压力4．5Mp，测韧试压力10．52Mp，使用介质大都是强腐蚀溶液。材料A

5、STM分2．3施工特点及难点名称类代’ZoS0b65锆702属非合金级锆，是优异的化工耐蚀结构材料。锆材的r+HfHfSnHNCNboMPaMPa％化学性质活泼，当被加热到焊接温度时，极易与空气中的氧、氢、ZR6O每《《

6、《％矗{蠡≤2O7氮和材料表面的氧化物发生反应，形成脆化物，造成材料机械性r7O2皂色24啦．5O．2．0250．O誊》．16能和耐蚀性能急剧恶化，对焊接条件变化极为敏感。焊接要点是：焊前材料和焊丝表面清理和焊接过程中高纯惰性气体配合以上数据来源，ASMEl989第4卷，管材部分。特殊工装的防护，严格控制热

7、输入。2．材料焊接特点锆材属稀贵金属，价格十分昂贵，均系国外进口，价格不菲，2．1锆材要求参与施工人员认真熟悉施工组织设计和施工图纸，严格按锆及锆合金具有优异的核性能，良好的抗高温和水蒸汽腐照本方案慎重下料，避免浪费，精心组织了焊接工艺评定，和焊蚀性能，广泛的应用于核动力工程，锆及锆合金在许多有机酸、工考试。无机酸、强碱和熔融盐中具有优异的耐蚀性和导热性，是优异的3焊接施工方法及焊接材料选择化工耐蚀结构材料。纯锆熔点达1852℃，焊接需要采用大能量考虑到醋酸工程特种材料焊接的特殊性，参照镇化醋酸、山热源，但在高温下化学活性很

8、大，极易与空气中的氧、氢、氮发生东衮矿醋酸等工程特种材料焊接施工经验，本次施工管道材料反应，使其机械性能与耐蚀性能急剧降低，当被加热到焊接温度为Zr702，全部采用加工场管段预制焊接，然后运到现场螺栓连石油化工建设o9．o4l53学兔兔www.xuetutu.comE&cTechn0l0gyI工程技术接安装，现场不发生焊接。焊接方法为GTAw，和焊接材料为焊。ERZr__，保护气体氩气纯度不低于99．999％。8焊接工艺4焊前准备8．1一般要求(1)材料、场地、机具准备焊接施工应采用滚轮架，尽可能在平焊位置施焊，注意起弧(2

9、)焊接施工所涉及的管材、管件、焊材等应符合ASTM((美和收弧处的质量。多层焊，应将层间接头错开，收弧时应填满弧国材料协会标准》、Aws((美国焊接协会标准》等专用标准要求，坑。施工前应按设计要求，认真核对其材质、规格、型号。当母材温度低于l5℃时，应对近缝区进行预热，加热可采(3)焊接场所应安排在室内，以避免雨、雪、风、霜的干扰，室用远红外电加热，也可采用喷灯，但应避免火焰直接接触焊接坡内保持干燥、清洁，无灰尘，无黑色金属的切割、打磨和焊接施口，以防止污染，预热温度应在18℃以上，焊接层间温度应控制工，并有保温、加温措施，

10、环境温度不得低于5℃，相对湿度不得在1o0℃以下。大于90％，否则应采取有效措施，方可施工。焊接过程中，如钨极碰触溶池或焊丝，应停止焊接，除去被(4)焊接设备应能满足使用要求，手工钨极氩弧焊机应具备污染的焊缝，修磨或更换电极。高频或脉冲引弧，熄弧电流衰减，提前送气和延时断气程序功能8．2锆