蔡科鴻

（國(guó)核工程有限公司，上海 200233）

對(duì)AP1000堆芯補(bǔ)水箱裂紋產(chǎn)生原因的分析

蔡科鴻

（國(guó)核工程有限公司，上海 200233）

三門核電站2號(hào)機(jī)組兩臺(tái)AP1000堆芯補(bǔ)水箱在制造過(guò)程中先后發(fā)生筒體堆焊層二次下裂紋問(wèn)題，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)二次UT缺陷分布類比、母材及堆焊層缺陷處材料化學(xué)成分分析對(duì)比、硬度試驗(yàn)、金相照片和復(fù)膜金相照片觀察，對(duì)堆焊工藝、技術(shù)方面的問(wèn)題進(jìn)行了分析與研究，初步確定了裂紋產(chǎn)生的根本原因，并提出一些工藝質(zhì)量控制措施，旨在為避免今后發(fā)生類似問(wèn)題，為提高主設(shè)備制造質(zhì)量提供一些參考與借鑒。

堆焊層；下裂紋；延遲裂紋；超聲波（UT）顯示

堆焊是用焊接的方法在零件表面堆敷一層或數(shù)層具有一定性能材料的工藝過(guò)程。堆焊可以賦予零件表面具有耐磨或耐蝕等特殊性能。AP1000項(xiàng)目核島主設(shè)備，如反應(yīng)堆壓力容器（RPV）、主泵（RCP）、穩(wěn)壓器（PRZ）、蒸汽發(fā)生器（SG）一次側(cè)、堆芯補(bǔ)水箱（CMT）等，已廣泛使用了該種堆焊工藝，對(duì)CMT而言，其殼體即采用了在低合金鋼（SA508 Gr.3 CL.1）鍛件上堆焊EQ309L+EQ308L奧氏體不銹鋼耐蝕層的制造工藝，但該種工藝在堆焊過(guò)程中由于沒(méi)有及時(shí)消除殘余應(yīng)力和擴(kuò)散氫，以及焊接熱循環(huán)引起母材熱影響區(qū)的局部淬硬組織，從而產(chǎn)生焊接延遲裂紋的問(wèn)題一直是影響設(shè)備制造質(zhì)量的一大難題。

文章以三門核電站2號(hào)機(jī)組堆芯補(bǔ)水箱筒體堆焊層下裂紋問(wèn)題為例，通過(guò)對(duì)鍛件母材及堆焊層缺陷處材料的化學(xué)成分對(duì)比、硬度試驗(yàn)、金相照片和復(fù)膜金相照片觀察，對(duì)堆焊工藝、技術(shù)方面的問(wèn)題進(jìn)行了分析與研究。

1 問(wèn)題描述

三門核電站2號(hào)機(jī)組兩臺(tái)堆芯補(bǔ)水箱（簡(jiǎn)稱CMT-2A與CMT-2B）由國(guó)內(nèi)某核級(jí)設(shè)備制造廠承制，兩臺(tái)CMT的筒體母材均為SA508 Gr.3 CL.1鍛件，涉及不銹鋼堆焊的部件有：筒體內(nèi)壁堆焊、上下封頭內(nèi)壁堆焊、兩臺(tái)CMT，共6個(gè)鍛件由同一供應(yīng)商提供。其中上下封頭內(nèi)壁堆焊采用與筒體內(nèi)壁堆焊相同的不銹鋼埋弧自動(dòng)堆焊工藝，筒體內(nèi)壁的耐腐蝕層采用帶極埋弧堆焊工藝進(jìn)行堆焊，首層EQ309L和后兩層EQ308L。堆焊完成后，表面進(jìn)行打磨，滿足尺寸和探傷要求。

在兩臺(tái)CMT制造過(guò)程中，先后兩次發(fā)生筒體堆焊層下裂紋質(zhì)量問(wèn)題。

1.1 第一次UT顯示

CMT-2A于2011年9月29日完成筒體堆焊，CMT-2B于2012年3月12日完成筒體堆焊。

2011年11月21日和2012年4月2日分別對(duì)CMT-2A、2B堆焊層進(jìn)行了直探頭和70°斜探頭UT探傷，直探頭UT未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)信號(hào)顯示，70°斜探頭UT發(fā)現(xiàn)在不銹鋼堆焊層下的HAZ和/或母材中發(fā)現(xiàn)了線性超標(biāo)信號(hào)顯示。其中，2A存在24處超標(biāo)顯示，2B存在6處超標(biāo)顯示，顯示位置分布示意圖見(jiàn)圖1和圖2。經(jīng)打磨確認(rèn)缺陷特征和實(shí)際位置和UT確定缺陷特征和位置一致。

2012年1月和4月，制造廠分別將兩臺(tái)CMT的缺陷情況NCR及返修方案上報(bào)西屋公司。2012年6月初，西屋公司批復(fù)了兩個(gè)NCR，同意返修處理。制造廠于2012年6月15日開(kāi)始堆焊層返修。返修采用評(píng)定合格的手工電弧焊工藝，先補(bǔ)焊母

材，再補(bǔ)堆焊不銹鋼。

圖1 CMT-2A缺陷分布示意圖（第一次，筒體展開(kāi)圖）Fig.1 Sketch of defects location in CMT-2A (the 1sttime, layout of shell)

圖2 CMT-2B缺陷分布示意圖（第一次，筒體展開(kāi)圖）Fig.2 Sketch of defects location in CMT-2B (the 1sttime, layout of shell)

補(bǔ)焊完后，2012年7月1日和2012年7月4日對(duì)補(bǔ)焊區(qū)域進(jìn)行直探頭和70°斜探頭UT探傷，并對(duì)整個(gè)筒體的所有堆焊層進(jìn)行了UT復(fù)查。UT檢查結(jié)果表明，補(bǔ)焊區(qū)域結(jié)果合格，未發(fā)現(xiàn)信號(hào)顯示。

1.2 第二次UT顯示

但在UT檢查的同時(shí)，在補(bǔ)焊區(qū)外的原堆焊層下的HAZ和/或母材中發(fā)現(xiàn)第二次超標(biāo)信號(hào)顯示，第二次發(fā)現(xiàn)的顯示和原返修區(qū)域距離很遠(yuǎn)，分布區(qū)域不一致，兩者沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。第二次發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)顯示特征和深度與第一次發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)顯示（在2011年11月21日和2012年4月21日UT發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)顯示）一致。2A上第二次發(fā)現(xiàn)20處超標(biāo)信號(hào)顯示，2B上第二次發(fā)現(xiàn)7處超標(biāo)信號(hào)顯示。

2012年7月18日，兩臺(tái)CMT的缺陷情況及返修方案上報(bào)西屋公司，第二次發(fā)現(xiàn)的UT超標(biāo)信號(hào)顯示在筒體分布位置見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 CMT-2A筒體缺陷位置示意圖（第二次，筒體展開(kāi)圖）Fig.3 Sketch of defects location in CMT-2A (the 2ndtime, layout of shell)

圖4 CMT-2B筒體缺陷位置示意圖（第二次，筒體展開(kāi)圖）Fig.4 Sketch of defects location in CMT-2B (the 2ndtime, layout of shell)

1.3 相關(guān)圖片及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

1）CMT-2A/2B筒體內(nèi)壁堆焊層UT缺陷位置照片，如圖5所示。

2）根據(jù)對(duì)20處CMT-2AUT缺陷定位及尺寸實(shí)測(cè)，編號(hào)F17位置數(shù)值最大，上端面至缺陷距離（X值）為2 940～3 060 mm，度數(shù)基準(zhǔn)線至缺陷距離（Y值）為1 510 mm，缺陷尺寸（長(zhǎng)×寬×深）為120 mm×65 mm×14.6 mm。堆焊層厚度7.9 mm，缺陷打磨深度達(dá)14.6 mm，傷及母材深度為6. 7 mm。

3）根據(jù)對(duì)7處CMT-2B UT缺陷定位及尺寸實(shí)測(cè)，編號(hào)F3、F4、F5位置數(shù)值最大，上端面至缺陷距離（X值）為980～1 295 mm，度數(shù)基準(zhǔn)線至缺陷距離（Y值）為635 mm，F(xiàn)3位置缺陷尺寸（長(zhǎng)×寬×深）最大為315 mm×75 mm×14.2 mm。F3位置堆焊層厚度7.9 mm，缺陷打磨深度達(dá)14.2 mm，傷及母材深度為6.3 mm。

2 原因分析

對(duì)于堆芯補(bǔ)水箱筒體內(nèi)壁不銹鋼堆焊層下發(fā)現(xiàn)的UT缺陷，影響因素比較多，產(chǎn)生的原因可能是原材料、工藝方法和過(guò)程控制等方面。根據(jù)第一次發(fā)現(xiàn)的缺陷和第二次其他位置產(chǎn)生的缺陷，采用因素排除法和屏障模型法，與加熱、焊接操作人員以及無(wú)損檢驗(yàn)人員進(jìn)行了面對(duì)面溝通；確認(rèn)了加熱、焊接和無(wú)損檢驗(yàn)過(guò)程中具體情況；審閱了相關(guān)文件和記錄：

圖5 SM2-CMT-2A/2B UT缺陷位置照片F(xiàn)ig.5 Photographs of UT defects location in SM2-CMT-2A/2B

1）相關(guān)的焊接工藝評(píng)定報(bào)告，預(yù)熱、后熱、焊接及中間熱處理規(guī)程，以及返修工藝。

2）工藝流轉(zhuǎn)卡。

3）筒體鍛件所有 CMTR。

4）實(shí)際執(zhí)行的預(yù)熱、后熱、熱處理和焊接參數(shù)。

5）對(duì)鍛件供方資格審查資料。

6）加熱、焊接操作人員以及無(wú)損檢驗(yàn)人員的資格證書。

7）加熱、焊接和無(wú)損檢驗(yàn)設(shè)備和儀表的標(biāo)定日期。

8）無(wú)損檢驗(yàn)報(bào)告。

以下就二次UT顯示分布圖合并類比、筒體母材鍛件、焊接材料、焊接工藝、焊后消除應(yīng)力熱處理或消氫處理等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并根據(jù)返修后UT檢驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納出UT顯示缺陷的共性特征。

2.1 二次UT顯示分布圖合并類比

通過(guò)第一、二次顯示分布示意圖合并類比（見(jiàn)圖6和圖7），可以看出，CMT-2A絕大部分第二次發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)信號(hào)顯示與第一次返修區(qū)域沒(méi)有相關(guān)性。CMT-2B第二次發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)信號(hào)顯示與第一次返修區(qū)域沒(méi)有相關(guān)性。

2.2 筒體母材鍛件

經(jīng)查閱母材鍛件的質(zhì)量證明文件（CMTR），筒體母材鍛件的采購(gòu)要求和相關(guān)性能滿足西屋公司技術(shù)條件的要求，并驗(yàn)收合格。

經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，表明兩次UT檢測(cè)出的超標(biāo)顯示與母材并沒(méi)有直接關(guān)系。

2.3 焊接材料

經(jīng)驗(yàn)證，SM2-CMT 2A筒體堆焊使用的焊材為瑞典Sandvik提供的不銹鋼埋弧焊帶焊劑，采購(gòu)要求和相關(guān)性能滿足西屋公司技術(shù)條件的要

求，并驗(yàn)收合格。且該批次焊接材料應(yīng)用于三門核電站1號(hào)CMT和PRZ內(nèi)壁不銹鋼的堆焊，未發(fā)現(xiàn)同類缺陷。

圖6 CMT-2A二次UT缺陷分布示意圖（筒體展開(kāi)圖）

圖7 CMT-2B二次UT缺陷分布示意圖（筒體展開(kāi)圖）Fig.7 Sketch of defects location in CMT-2B (two times, layout of shell)

SM2-CMT 2B筒體堆焊使用的焊材為奧地利Bohler Soudokay提供的不銹鋼埋弧焊帶焊劑，采購(gòu)要求和相關(guān)性能滿足西屋公司技術(shù)條件的要求，并驗(yàn)收合格。該批次焊接材料也應(yīng)用于三門核電站2號(hào)機(jī)組兩臺(tái)CMT的下封頭和上封頭以及海陽(yáng)核電站2號(hào)機(jī)組RPV內(nèi)壁不銹鋼的堆焊，未發(fā)現(xiàn)同類缺陷。

返修采用的焊接材料，其采購(gòu)要求和相關(guān)性能也均滿足西屋技術(shù)條件的要求，并驗(yàn)收合格。返修區(qū)域未發(fā)現(xiàn)同類缺陷。

兩次UT檢測(cè)出的缺陷均位于母材熱影響區(qū)（HAZ）。

根據(jù)以上情況分析，可以推斷出兩次UT檢測(cè)出的缺陷與焊接材料無(wú)關(guān)。

2.4 焊接工藝

經(jīng)驗(yàn)證，SM2-CMT 2A、2B筒體帶極堆焊和返修所采用的焊接工藝規(guī)程及所依據(jù)的焊接工藝評(píng)定均符合西屋公司設(shè)計(jì)技術(shù)文件的要求，且CMT筒體內(nèi)壁堆焊采用的帶極堆焊埋弧焊工藝，與已制造完成的三門核電站1號(hào)CMT、PRZ以及正在制造的海陽(yáng)核電站2號(hào)機(jī)組RPV使用的不銹鋼埋弧自動(dòng)焊工藝一致，三門核電站2號(hào)機(jī)組兩臺(tái)CMT的上、下封頭內(nèi)壁也采用了相同的工藝，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)類似的堆焊層下UT超標(biāo)顯示的情況。

根據(jù)筒體帶極堆焊記錄，CMT筒體內(nèi)壁帶極堆焊符合相關(guān)的焊接工藝規(guī)程要求。根據(jù)典型缺陷返修記錄，返修過(guò)程符合相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程要求。

同時(shí)，制造廠已按照西屋公司技術(shù)條件的要求完成了低合金鋼上不銹鋼帶極堆焊搭接區(qū)評(píng)估試驗(yàn)，各項(xiàng)檢測(cè)合格。

根據(jù)以上情況，表明兩次UT檢測(cè)出的缺陷與堆焊工藝無(wú)關(guān)。

2.5 焊后消除應(yīng)力熱處理或消氫處理

從超標(biāo)顯示的特征分析，堆焊層下裂紋是堆焊后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才產(chǎn)生的。兩次UT檢測(cè)出的缺陷均具有延遲裂紋特征。延遲裂紋是冷裂紋的一種常見(jiàn)缺陷，它不在焊后立即產(chǎn)生，而在焊后延遲幾小時(shí)、幾天或更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)。形成延遲裂紋的三大要素為：殘余應(yīng)力、擴(kuò)散氫和淬硬組織。在三要素共同作用條件下，會(huì)促使產(chǎn)生延遲裂紋。

筒體堆焊后產(chǎn)生的延遲裂紋原因包括：

1）筒體堆焊后沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。

2）消氫處理溫度偏低：

●根據(jù)制造廠記錄，2A和2B筒體內(nèi)壁帶極堆焊后的實(shí)際消氫處理溫度分別為234～276 ℃和232～272 ℃。

●根據(jù)美國(guó)NRC導(dǎo)則RG1.50《低合金鋼焊接預(yù)熱溫度的控制》2011版的規(guī)定：“對(duì)于產(chǎn)品焊接，預(yù)熱溫度應(yīng)保持至焊后熱處理或焊后去氫處理完成為止，焊后去氫處理溫度為200～400 ℃，時(shí)間至少4 h。焊后去氫處理溫度和保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)焊接的材料、形狀和使用的焊接工藝而制定”。

●產(chǎn)生延遲裂紋的間接原因是由于焊接熱循環(huán)引起母材熱影響區(qū)的局部淬硬組織。但如果采取措施及時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力處理和去氫處理，即使存在局部淬硬組織，也可以避免延遲裂紋的產(chǎn)生。

由此可見(jiàn)，導(dǎo)致延遲裂紋的直接原因是未能及時(shí)進(jìn)行中間焊后熱處理以及焊后消氫處理溫度

偏低，沒(méi)有及時(shí)消除殘余應(yīng)力和擴(kuò)散氫。

2.6 返修后UT顯示缺陷共性分析

筒體堆焊完畢后70°斜探頭UT檢測(cè)超標(biāo)信號(hào)記錄及修補(bǔ)后70°斜探頭UT檢測(cè)超標(biāo)信號(hào)記錄。

根據(jù)返修結(jié)果分析，UT顯示缺陷具有如下特點(diǎn)：

1）返修后的UT檢測(cè)新發(fā)現(xiàn)缺陷的位置均位于返修區(qū)域以外。

2）兩次UT檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺陷特征一致。

3）返修前僅對(duì)返修區(qū)域進(jìn)行了UT和PT檢查，未對(duì)整個(gè)筒體進(jìn)行UT復(fù)查，這些缺陷可能在返修前沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

4）返修時(shí)預(yù)熱及去氫處理采用火焰局部加熱方式，部件受熱不均勻，產(chǎn)生溫度梯度，局部產(chǎn)生熱應(yīng)力促使裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致超標(biāo)缺陷。

5）已存在的未超標(biāo)缺陷在焊后熱處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生擴(kuò)展。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及計(jì)算分析

同時(shí)，為確定缺陷性質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)分析試驗(yàn)，在CMT-2A和CMT-2B上分別隨機(jī)選取各一個(gè)超標(biāo)信號(hào)顯示，打磨至發(fā)現(xiàn)缺陷，并對(duì)缺陷進(jìn)行了如下分析試驗(yàn)。

3.1 缺陷部位母材化學(xué)成分分析試驗(yàn)

對(duì)缺陷區(qū)域的化學(xué)元素進(jìn)行了重新取樣分析。通過(guò)缺陷處母材化學(xué)成分分析與設(shè)計(jì)值對(duì)比，顯示缺陷處母材C元素達(dá)到設(shè)計(jì)值要求上限。

3.2 筒體母材復(fù)驗(yàn)料化學(xué)成分分析試驗(yàn)

通過(guò)鍛件母材復(fù)驗(yàn)料取樣化學(xué)成分與設(shè)計(jì)值對(duì)比，也顯示缺陷處母材C元素高與于筒體CMTR，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)考核要求上限，而Ni、Si、Mo元素也略高于筒體CMTR。

3.3 缺陷區(qū)域硬度試驗(yàn)

對(duì)缺陷現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行硬度試驗(yàn)，顯示缺陷附近母材硬度在300 HV左右，最硬達(dá)到339 HV，高于遠(yuǎn)離缺陷處母材硬度，而遠(yuǎn)離缺陷的母材硬度約在240 HV。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)金相和復(fù)膜金相試驗(yàn)

對(duì)缺陷現(xiàn)場(chǎng)金相和復(fù)膜試驗(yàn)顯示，缺陷呈線狀，分布有孔狀形態(tài)，典型照片如圖8和圖9所示。

圖8 現(xiàn)場(chǎng)金相分析照片（100×）Fig.8 Metallographic photograph on site (100×)

圖9 UT缺陷處復(fù)膜金相照片（200×）Fig.9 Membrane metallographic photograph in UT defect zone (200×)

3.5 筒體母材擴(kuò)散氫測(cè)定[1]、碳當(dāng)量CE和再熱裂紋影響因子ΔG′計(jì)算分析

3.5.1 筒體母材擴(kuò)散氫測(cè)定

在產(chǎn)品筒體母材同爐批號(hào)的復(fù)驗(yàn)材料上取樣，運(yùn)用氣相色普法，通過(guò)焊前準(zhǔn)備、焊接、水冷、清洗、吹干并放入氣體收集器，用HD-3型擴(kuò)散氫測(cè)定儀測(cè)定筒體的擴(kuò)散氫為0.4×10-6，擴(kuò)散氫含量屬正常。

3.5.2 碳當(dāng)量CE計(jì)算

考慮到鋼中Si的影響，根據(jù)美國(guó)金屬學(xué)會(huì)提出的用于評(píng)定淬火碳鋼和低合金鋼的焊接性的碳當(dāng)量CE公式：

CMT母材鍛件的CE為0.63%（大于標(biāo)準(zhǔn)值0.55%），表明易于淬硬，焊接前需預(yù)熱，又要后熱。

3.5.3 再熱裂紋影響因子ΔG′計(jì)算

公式：ΔG′＝Cr+3.3Mo+8.1V+10C-2ΔG′

當(dāng)ΔG′＞2時(shí)，對(duì)再熱裂紋敏感；1.5＜ΔG′＜2時(shí)，一般；ΔG′＜1.5時(shí)，對(duì)再熱裂紋不敏感。根據(jù)計(jì)算，該CMT鍛件CMTR中ΔG′在0.63～0.68，母材缺陷處ΔG′為0.83左右，表明材料產(chǎn)生再熱裂紋可能性不大。

根據(jù)以上計(jì)算顯示，CMT筒體鍛件的氫致裂紋和再熱裂紋的傾向不高。

4 根本原因

通過(guò)以上影響因素分析與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及計(jì)算分析與研究，導(dǎo)致筒體內(nèi)壁不銹鋼堆焊層下裂紋問(wèn)題的根本原因有4個(gè)方面：

1）筒體內(nèi)壁堆焊層下的母材（HAZ）中的局部位置存在微小的冶金缺欠和組織缺欠，包括夾雜物、碳元素的偏析和淬硬組織等。在焊接應(yīng)力的作用下，缺欠發(fā)生開(kāi)裂擴(kuò)展延伸，成為不可接受的線狀缺陷。

2）筒體內(nèi)壁堆焊完成后，至進(jìn)行熱處理的時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間間隔大約分別為7個(gè)月和3個(gè)月左右。焊接殘余應(yīng)力未能及時(shí)得到消除，缺欠或缺陷在應(yīng)力作用下可能繼續(xù)擴(kuò)展。

3）筒體內(nèi)壁堆焊時(shí)，預(yù)熱和后熱的加熱溫度場(chǎng)不均勻，同時(shí)實(shí)際執(zhí)行的后熱溫度偏技術(shù)要求的下限。實(shí)際執(zhí)行的后熱溫度偏技術(shù)要求的下限，導(dǎo)致筒體受熱不均勻，產(chǎn)生溫度梯度，局部產(chǎn)生熱應(yīng)力；當(dāng)HAZ中存在母材組織和冶金缺欠的前提下，應(yīng)力促使了缺欠的擴(kuò)展。

4）筒體進(jìn)行第一次缺陷返修補(bǔ)焊前，未再進(jìn)行一次UT復(fù)查，導(dǎo)致新產(chǎn)生的缺陷在第一次補(bǔ)焊前沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。屬于工藝流程上的疏忽。

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)以上工藝質(zhì)量評(píng)估與研究，為防止類似事件的重復(fù)發(fā)生，應(yīng)在原材料及設(shè)備組焊制造兩個(gè)階段實(shí)施工藝質(zhì)量控制。

在原材料鍛件加工階段的要求如下：

1）控制母材鍛件的采購(gòu)規(guī)范要求，對(duì)于同類設(shè)備的鍛件采購(gòu)，增加微觀金相檢查、夾雜物含量和晶粒度檢查要求。

2）除進(jìn)行冶煉態(tài)擴(kuò)散氫、O和N含量測(cè)定外，還需測(cè)定成品的擴(kuò)散氫、O和N含量。

在CMT筒體組焊、設(shè)備制造階段的要求如下：

1）加強(qiáng)鍛件進(jìn)廠后的復(fù)驗(yàn)，增加無(wú)損探傷和相關(guān)力學(xué)性能的試驗(yàn)。

2）堆焊的預(yù)、后熱采用電加熱板或者火焰加熱工裝，以保證筒體受熱均勻。

3）安排技能水平高的焊工進(jìn)行焊接工作，檢驗(yàn)人員和技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和監(jiān)督。

4）盡量縮短從焊后到執(zhí)行熱處理的時(shí)間間隔，堆焊完成后立即進(jìn)行中間焊后熱處理。

5）提高后熱溫度的執(zhí)行要求，保證設(shè)備預(yù)熱、后熱時(shí)受熱均勻。

6）增加設(shè)備焊前、焊后的無(wú)損檢測(cè)手段。如在堆焊前對(duì)筒體進(jìn)行PT、UT預(yù)檢查；在堆焊后進(jìn)行PT、UT復(fù)查；在熱處理后對(duì)所有堆焊層均進(jìn)行PT、UT檢查等。

[1] 劉忠杰，肖桐，覃慶澤. 焊縫金屬中可擴(kuò)散氫含量的試驗(yàn)研究[J]. 兵器材料科學(xué)與工程，2003（5）.（LIU Zhong-jie, XIAO Tong, TAN Qing-ze. The Content of Hydrogen Diffused in the Weld Metal Can be Studied[J]. Armament Material Science and Engineering, 2003（5）.）

Reason Analysis for Cracking of AP1000 Core Make-up Tank Shell

CAI Ke-hong
(State Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Shanghai 200233，China)

Based on the quality issues about the under-clad cracking for inside surfacing layer of the two AP1000 core make-up tank shells for Sanmen 2, analysis and study on the technical process and quality control are carried out according to the analysis and contrast of chemical compositions, comparison of two UT defects distribution, hardness test, metallographic analysis and laminating metallographic observation on site. The root cause of the crack is preliminarily identified, and some technical quality control measures are put forward, with an aim to provide some reference for avoiding similar problems in the future and improving the quality of main equipment manufacturing.

surfacing welding cladding；under-clad cracking；deferred crack; ultrasonic test (UT) indication

TL38 Article character：A Article ID：1674-1617(2014)01-0024-07

TL38

A

1674-1617(2014)01-0024-07

2013-12-05

蔡科鴻（1971—），男，江蘇揚(yáng)中人，工程師，注冊(cè)核安全工程師，從事核島主設(shè)備及鍛件板塊的質(zhì)量監(jiān)造管理工作。