ICS25.160.10 J 33 备案号：46460-2014 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 20275—2014 压水堆核电厂螺柱焊接规范 Stud welding specification for pressurized water reactor nuclcar power plants 2014-06-29发布 2014-11-01实施 发布 国家能源局 NB/T 202752014 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准参考了国内外现有的螺柱焊接标准、规范利技术文献等资料，主要包括ASME规范第II卷NE 分卷、ASME规范第IX卷、AWSD1.1、AWSD1.6等。 本部分由能源行业核电标准化技术委员会提出。 本部分由核工业标准化研究所归口。 本部分由上海核工程研究设计院负责起草，中国核电工程有限公司、中国核动力研究设计院、东方 电气股份有限公司参加起草。 本部分主要起草人：丛大志、张俊宝、余燕、谷雨、邓峰。 NB/T20275-2014 压水堆核电厂螺柱焊接规范 1范围 本标准规定了非能动压水堆核电厂核岛结构模块和钢安全壳中螺柱焊接的材料、焊接评定、焊接、 产品试验及检验、返修、完工文件要求。 本标准适用于非能动压水堆核电厂核岛结构模块和钢安全壳的电弧螺柱焊接。 2规范性引用文件 下列文件对于本义件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仪所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T700碳素结构钢 NB/T20003.7核电厂核岛机械设备无损检测第7部分：目视检测 HAF602民用核安全设备无损检验人员资格管理办法 HAF603 民用核安全设备焊工和焊接操作工资格管理规定 AWS D1.1 钢结构焊接规范 AWSD1.6 不锈钢焊接规范 ASTMA108 冷加工碳素钢棒材技术规范 ASTMA240 中温压力容器用耐热铬及铬镍不锈钢板、薄板和带材的标准规范 ASTMA276 不锈钢棒材和型材的标准规范 ASTMSA-738/SA-738M中、低温压力容器用热处理的碳锰硅钢板 3术语和定义 3. 1 螺柱焊studwenling 一种电弧焊接方法。利用金属螺杜或类似部件与其他工件之间的电弧进行加热，使他们形成金属的 结合。当待连接的表面适当加热时，施加压力使之结合为一体。可以使用环绕螺柱的陶瓷护套提供局部 保护。可以采用保护气体或焊剂。 3. 2 飞边flash 从焊缝接头挤压出并成形于焊缝四周的材料。 4母材 母材及螺柱应符合相关设计和标准的要求，应具有完整的质量证明文件并验收合格。螺柱焊的材料 组合如表1所示，经设计同意，也可使用其它材料组合。 1 NB/T20275—2014 表1 螺柱焊母材及螺柱组合 母材牌号 螺柱 GB/T700Q235B ASTMA108 ASME SA738 Gr.B ASTMA108 ASTMA240UNSS32101 ASTMA276316L 当螺柱直接焊接在母材上时，母材厚度应不小于螺柱直径的1/3。当焊接穿过盖板时， 螺柱直径应 不超过母材厚度的2.5倍。在任何情况下，绝不允许螺柱通过两层以上的盖板进行焊接。 每一螺柱应配有耐热的瓷环或其它适用材料制作的保护套环。每一直径大于或等于8mm的螺柱应 提供合适的脱氧和稳弧用焊剂。 碳钢螺柱材料供货商供货的材料应符合AWSD1.1附录H要求。 不锈钢螺柱材料供货商供货的材料应符合AWSD1.6附录D要求。 5 焊接评定 5.1 总的要求 应进行焊接工艺评定及焊接技能评定。 5. 2 工艺评定试样 焊接工艺评定应在实际使用的同种材料钢板上进行。并使用实际生产中使用的自动焊接设备进行焊 接， 评定每一种工艺需做10个螺柱焊试样，对于S32101+ASTMA276316L组合的焊接工艺评定，评定 每一种工艺需做15个螺柱焊试样。 焊接工艺评定变素 5.3 螺柱焊的焊接变素如表2所示。 表2 螺柱焊（SW）的焊接变素 类别 变素简述 重要变素 改变螺柱焊接端的名义尺寸和形状 人 焊接接头 改变焊剂或电弧保护圈 母材 改变母材或螺柱材料的P-No. 焊接位置 增加焊接位置 7 预热 温度降低>50℃ 焊后热处理 改变焊后热处理 气体 改变单一气体或混合气体的名义化学成分 改变电流种类或极性 电弧时间变化大于±0.1s 电特性 电流变化大于±10% 改变焊接电源型号 焊接技巧 改变焊枪型号， 或提升高度变化大于±0.3mm 2 NB/T20275—-2014 5.4焊接工艺评定要求的试验和验收标准 5.4.1 目视检测 对每一个试样均需进行日视检测，检测方法按照NB/T20003.7，应在整个360°有飞边。 5.4.2拉伸试验 取5个试样进行拉伸试验，试样应在图1所示的夹具中进行拉伸试验。对于每个安全壳螺柱试样 Rn>450MPa，则认为合格；结构模块螺柱的拉仲试样只要断裂不发生在焊缝上，则认为合格。 5.4.3弯曲试验 火特蝶柱头部和 试板的开槽夹具 图1典型的拉伸试验夹具 取已焊接的5个试样，在螺柱的非焊接端锤击或将管子或空心工具套在螺柱上，用人工或机械方法 弯曲螺柱，或按图2所示的弯山试验装置进行弯山。对于结构模块螺柱，使螺柱从原轴线弯曲至约90°， 如开裂不发生在焊缝上则认为合格。对丁安全壳螺柱，使螺柱从原轴线弯曲到至少15°，再恢复原状， 在弯曲和恢复原状后，每个螺柱焊缝及热影响区不得有肉眼可见的开裂，则认为合格。 弯曲套管 螺柱直径 套管间隙A 蝶村坡人宜径 (mm) (wu) 300mm +0.40mm 16 9 圾小15 19 12 焊缝 图2 2弯曲试验装置 NB/T20275—2014 5.4.4宏观检验 对于S32101+ASTMA276316L组合的焊接工艺评定，取已焊接的5个试样，进行宏观检验，每一个 螺柱焊缝及其热影响区断面在10倍放大镜下进行检验，应无裂纹。 5.4.5上述检验项目未达到要求时，则该工艺评定判定为不合格，应重新进行评定。 5.5焊接技能评定 5.5.1参加螺柱焊按技能评定的焊工.及焊接操作T.，在评定合格、取得了相应范围内的焊接操作资格 后方可进行产品的焊接。 非核安全相关产品。 5.5.3非核安全相关产品的焊接技能评定应符合AWSD1.1和AWSD1.6的相关要求。 5.5.4应对于每名焊接操作1的施焊产品情况进行统计和评价，对于怀疑技能水平不足的焊工，应进 行重新培训。 6焊接 6.1产品焊接前的试验 6.1.1每班进行产品焊接前，应在材料厚度和性能与产品相近的试板上先试验焊接2个螺柱，焊接不 应在产品上进行，试板材料的厚度差允许在产品厚度土25%范围内，所有试验螺柱应在与产品焊接相同 的位置进行焊接 6.1.2试验螺柱应进行目视检测，应在整个360°有飞边。 6.1.3除了目视检测外，试验螺柱冷却后还应进行弯曲试验，可以采用锤击非焊接端，也可以将管子 或空心工具套在螺柱上，用人.工或机械方法弯山螺柱，使螺柱从原轴线弯曲到至少30°（结构模块） 和15°（钢安全壳），温度低于10℃时，应缓慢连续加载。 6.1.4如果目视检测螺柱没有360°飞边，或者弯曲试验时任一螺柱断裂在焊缝区，则应分析原因并 采取措施后，在非产品材料上再焊两个螺柱，按前面所述进行试验。如果第二次试验的两个螺柱中任何 一个不满足要求，则应继续在非产品材料上补加螺柱焊接，直至续有两个螺柱试验合格，才能在产品 材料上进行焊接。 6.1.5产品焊接过程中，如对生产前试验中规定的焊接参数作任何改变，则必须按照6.1.2和6.1.3的 要求试验合格后，才能恢复产品焊接。 6.2产品焊接 6.2.1焊接螺柱的母材部位及螺柱应无涂层、镀层、氧化皮、铁锈、水汽、油漆、凹坑或其它影响焊 接操作的有害物质，特别是螺柱焊接端严禁涂漆、镀锌或镀铬。焊接螺柱的母材部位可以通过喷砂法（仅 限于碳钢母材）、钢丝刷清理或打磨的方法进行处理。应小心处理以确保母材的最小厚度，不可打磨螺 柱焊接端。 6.2.2母材温度低于-18℃或表面潮湿、暴露在雨雪中时，不能进行焊接。对于碳钢母材，当母材温 度低于0℃时，应在每100个螺柱中取一个追加的螺柱进行试验，试验方法如6.1所述，但试验角度约 为15°，湾曲后要恢复原状。此追加螺柱不包括在每次新的生产周期开始或改变设定参数时先焊的两 个螺柱之内。 6.2.3电弧防护套圈应保持干燥，电弧套表面有水汽、露水或雨水时，应在不低丁120℃烘烤至少2h， 烘干后方可使用。 4 NB/T20275—2014 6.2.4螺柱焊接应采用自动定时螺柱焊设备，螺柱为负极。螺柱焊设备应定期校验。 6.2.5当用-个电源操作两把或多把焊枪时，这些焊枪应锁，使得在同一时刻仅有一把焊枪能操作， 从而一次焊接完成后，而另一次焊接开始前，电源已经完全恢复原状。 6.2.6焊接时，焊枪应保持在应焊点位置不动，直到焊缝金属已凝固为止。 6.2.7焊接过程中应按照预先设定的焊接参数进行操作。 6.3产品焊接后清理 6.3.1焊按后，应将要埋入混凝土的螺柱上的电弧防护套敲碎，清除，若可行，应清除所有其它螺柱 的防护套。 6.3.2焊接后，应去除螺柱上所有不连续性或可能影响其预定功能的缺陷或残留物，并且在完整的360 。范围内呈现飞边。 7产品试验及检验 7.1目视检测 对每个螺柱焊缝进行目视检测，检测方法按照NB/T20003.7。应满足360°飞边的要求。核安全相 关产品的目视检测人员应符合HAF602的相关要求。 7.2弯曲试验 7.2.1对每名操作者，每焊接1