随着火电、水电、核电、石油化工、船舶和食品加工业的发展,压力容器和管道的应用领域在不断扩展,对焊管技术提出了越来越高的要求,即对选用的焊管方法、焊管工艺、焊管材料和焊管设备既要保证技术高指标要求,同时还要满足高效、低耗、低污染的要求。
以火电和核电焊管为例,随着发电机组规模的增大,电站用钢的品种不断增多,钢材的合金元素种类和含量也不断增加。火电站用钢的数量和钢种在不断增加,钢材的等级也在不断提高。其制管材料几乎包括了所有金属材料的大类:合金钢、耐热钢、不锈钢与镍基合金,还有铝及铝合金。
图10-16显示的是压水堆核电站一次回路的管系结构。其钢材的品种规格非常复杂,不仅有合金钢,还使用大量的镍基合金。
图10-16 压水堆核电站一次回路的管系结构
面对品种众多的金属材料,首先关心的问题就是这些材料的焊接性。显然,希望能在焊管机的专家系统中查出材料焊接性与焊接时应注意的关键问题。
随着焊管材料的增加,影响焊接质量的问题也在增加。业内周知,对焊接质量影响最大的问题就是焊接裂纹。图10-17~图10-19都是发生在核电相关管系中的焊接裂纹事例。
毋庸置疑,在运行的核电结构中产生裂纹是极其危险的,而究其产生裂纹的原因,几乎都与焊接有关,如图10-20~图10-22所示。
除了焊接裂纹问题外,现代管系焊接中,还存在不同钢种材料之间的焊接问题,即异种钢的焊接问题,如图10-23所示。当然,所有上述具体焊接问题都希望在焊管机的专家系统中找到答案。
图10-17 曾在压水堆帽接管发生的焊接应力腐蚀裂纹
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图10-18 曾在核电蒸汽发生器中产生的焊接应力腐蚀裂纹
图10-19 曾发生在Tireless号(英)核潜艇一次回路的管裂纹事故
图10-20 核电结构中焊接应力腐蚀裂纹
图10-21 不锈钢热影响区的晶间腐蚀裂纹
图10-22 不锈钢热影响区的晶间与穿晶腐蚀裂纹
图10-23 异种钢管接头的焊接
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