核电仪表罐焊接工艺研究

白日亮，原 瑜

（青岛兰石重型机械设备有限公司,山东青岛 266000）

“华龙一号”是具有我国自主知识产权的三代核电技术，应用于先进的百万千瓦级压水堆核电，采用了RCC-M 2007版标准制造，该版标准的焊接部分改动很大。仪表罐设备的安全等级为核二级，仪表罐均安装于差压式变送器的测量管线，其主要作用是冷却管线中的水汽，避免水汽在仪表管线中冷凝积累，或者收集管线中的冷凝水，避免其在仪表管线中积累。仪表罐的外形结构如图1所示。

图1 仪表罐产品的典型外形结构及尺寸Fig.1 The typical structure and size of instrument tank

1 仪表罐用材料

由某制造厂承制的仪表罐，主体材料是奥氏体不锈钢Z2CND18-12（控氮）。此种奥氏体不锈钢属超低碳奥氏体不锈钢［1］，其含碳量低且具有优良的抗晶间腐蚀能力，但较低的碳含量制约了材料的强度，其中一定量氮元素的固溶强化作用，可以提高超低碳奥氏体不锈钢的强度［2］，还可以增加钢的耐腐蚀性，抑制点蚀、缝隙腐蚀的效果更明显。该制造厂对于Z2CND17-12不锈钢有成熟的焊接经验，但采用Z2CND18-12（控氮）不锈钢焊接尚属首次。通过对Z2CND18-12（控氮）和Z2CND17-12材料的化学成分和性能进行综合比较，以判断Z2CND18-12（控氮）不锈钢的焊接性，确定其焊接工艺。

依据法标RCC-M 的规定，表l 和表2 给出了Z2CND18-12（控氮）不锈钢的化学成分及力学性能要求，与具有成熟制造工艺的Z2CND17-12 材料进行了对比。

表1 母材化学成分（单位：质量分数/%）Table 1 Chemical composition of base metal

表2 母材的力学性能Table 2 Mechanical property of base metal

通过与Z2CND17-12 材料的对比可以看出，Z2CND18-12（控氮）不锈钢中氮元素的含量增加，氮是有效的固溶强化元素，氮元素常用于提高奥氏体不锈钢的强度。……