一種核電站密封焊返修方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及核電站焊接技術領域，尤其涉及一種核電站密封焊返修方法及系統。
【背景技術】
[0002] 焊接是建設核電工程極為重要的制造方法，是核電站制造、安裝與服役維護過程 中需要確保的關鍵技術。核島主要部件均為焊接結構，核島內主要承壓部件，包括反應堆壓 力殼、蒸發器、穩壓器、循環泵及一回路管路，其制造與現場安裝均是采用焊接技術。要求核 島焊接構件在高溫、高壓、輻照及水（汽）質環境下長壽命高安全可靠性的工作，對焊接質 量提出了極高的要求。
[0003] 核電工程中所用材料品種很多，母材及焊接材料冶金質量要求極高。核電結構 中接頭部位和形式復雜，如J形焊接接頭，如圖IA所示，為核電站控制棒控制機構（CRDM， Control Rod Drive Mechanism)的安裝不意圖，在CPR1000堆型的核電站中CRDM位于反應 堆上方，CRDM的耐壓殼1設置有內螺紋，反應堆壓力容器頂蓋接管座2設置有與內螺紋匹 配的外螺紋，在安裝CRDM的過程中，耐壓殼1與反應堆壓力容器頂蓋接管座2通過內螺紋 和外螺紋匹配連接，另外，如圖IB所示，為耐壓殼1與接管座2的殼體的焊接接頭示意圖， 耐壓殼1與接管座2的殼體采用焊接密封（圖IB中虛線框圈出的部位即為J形接頭），其 焊縫3最終作為反應堆壓力容器壓力邊界的一部分，起到密封的作用。
[0004] 這種在CRDM系統安裝的過程中，為保證耐壓殼1和接管座2焊縫的密封性使用的 一種特殊的焊接方式屬于密封焊；該焊縫有母材厚度較薄（I. 9±0. Imm)、內部空間狹小、 焊后空間相對密封的特點CRDM密封焊縫。然而，在進行CRDM密封焊的過程中，由于電弧 焊的自身特性，可能產生不可接受的焊接缺陷。為修復該不可接受缺陷而進行的修復焊接 即為密封焊返修。正是由于該處焊縫有內部空間狹小、母材厚度薄、焊接完成后難以從內部 進行惰性氣體保護等技術困難，CRDM密封焊的返修需要開發專用的焊接方法。
[0005] 目前，針對上述密封焊的缺陷有兩種返修方案：
[0006] 第一種返修方案為：采用整體切割重新焊接技術，開發專用切割機械工具，將切割 機加持在耐壓殼上，刀具對準焊縫，機械旋轉將切割焊縫部位，并將焊縫區整體切除重新組 裝焊接。雖然，第一種返修方案能夠保證焊縫質量；但是，對加工尺寸要求精度高，加工后既 要保證安裝力矩、又需保證組對間隙值，實施較為困難，同時設備需要特殊定制，返修成功 率較低，存在返修風險大，周期長，費用高的問題。
[0007] 第二種返修方案為：采用堆焊修復技術，即在有缺陷部位外表面堆焊一層熔敷金 屬，增大承載截面厚度，保證設備密封不泄露。但是，在焊后檢查中發現不可接受的缺陷需 進行返修時，因其焊縫有母材厚度較薄（I. 9±0. Imm)、內部空間狹小、焊后空間相對密封的 特點，對于局部缺陷（長度小于40mm)使用此方案進行返修難以避免以下三個問題：1)缺 陷不能完全去除，理論上存在擴展的可能，有再次開裂的風險；2)此方案需對存留在設備 內部的缺陷進行理論安全評價，建立評價模型，理論計算過程復雜，評審難度大；3)熔敷金 屬厚度較大，焊接接頭局部存在應力集中，對接頭機械性能有不利影響。
[0008] 可見，現有技術中存在，核電站密封焊焊縫缺陷返修工藝復雜且焊接風險大的技 術問題。
【發明內容】
[0009] 本發明針對現有技術中存在的核電站密封焊焊縫缺陷返修工藝復雜且焊接風險 大的技術問題，提供一種核電站密封焊返修方法及系統，實現了返修焊接工藝簡便、為不 銹鋼焊縫背面不可達的背面腔室提供惰性氣體保護、排除水壓試驗后殘留水分，保證焊接 質量的技術效果。
[0010] 一方面，本發明實施例提供了一種核電站密封焊返修方法，所述方法包括步驟：
[0011] S1、當確定密封焊的焊縫缺陷位置后，基于所述焊縫缺陷位置的軸線，在所述密封 焊的焊縫上確定中心線，并在所述中心線上鉆多個并排的第一孔；其中，所述多個并排的第 一孔中任意兩個相鄰的孔之間存在孔橋；
[0012] S2、斷開所述孔橋，以在所述焊縫上形成槽型坡口；
[0013] S3、在所述焊縫上距離所述槽型坡口預設距離的部位，鉆第二孔，以為焊接操作面 的背面腔室充氬氣；
[0014] S4、對所述背面腔室進行清潔，并對所述槽型坡口和所述第二孔進行返修焊接；
[0015] S5、在所述返修焊接完成后，對焊縫進行外觀、液體滲透和水壓試驗檢查。
[0016] 可選的，在所述步驟Sl?S3中，在進行鉆磨操作的同時，所述方法還包括：
[0017] 利用吸塵器吸除鉆磨過程中形成的雜物。
[0018] 可選的，所述吸塵器包括固定吸嘴和可拆裝吸嘴，所述可拆裝吸嘴的吸塵端頭為 與所述槽型坡口形狀匹配的中空扁形，所述步驟S4具體包括以下步驟：
[0019] S41、將所述可拆裝吸嘴安裝于所述固定吸嘴上，并將所述吸塵端頭與所述槽型坡 口匹配對接，以使所述吸塵器吸除鉆磨過程中落入所述背面腔室中的雜物；
[0020] S42、將所述焊縫加熱到預設溫度，并將充氬管通入所述第二孔內，利用高壓氬氣 和高溫將所述背面腔室的殘留水分排除干凈；
[0021] S43、利用粘性密封膠帶封堵所述槽型坡口的部分槽口，并預留預設長度的槽口作 為排氣孔；同時，保持充氬時間大于等于第一預設時長；
[0022] S44、采用手工鎢極氬弧焊對所述排氣孔進行焊接，同時，逐步揭除所述粘性密封 膠帶，直至完成對所述槽型坡口的全部槽口的焊接；
[0023] S45、從所述第二孔中拔掉所述充氬管，立即焊接封堵所述第二孔，保證所述背面 腔室的氬氣保護效果。
[0024] 可選的，在執行步驟Sl?S3時，采用鉆頭進行鉆孔操作，所述鉆頭上設置有一套 筒，用于限制所述鉆頭的鉆孔行程。
[0025] 可選的，在所述步驟S42之后且所述步驟S43之前，所述方法還包括以下步驟：
[0026] S46、通過溫濕計檢測所述背面腔室內的殘余濕度，獲得濕度檢測結果；
[0027] S47、當所述濕度檢測結果表明所述背面腔室內殘留水分排除干凈時，停止對所述 焊縫進行加熱，并通過所述第二孔持續向所述背面腔室內充氬氣，直至所述焊縫的加熱區 域表面溫度緩冷到50°C以下。
[0028] 可選的，在所述步驟S44之后且所述步驟S45之前，所述方法還包括以下步驟：
[0029] S48、當所述槽型坡口全部焊接完成之后，在返修焊接部位進行一道不填加焊絲的 光面焊；
[0030] S49、繼續向所述背面腔室充第二預設時長的氬氣。
[0031] 另一方面，本發明實施例還提供了一種核電站密封焊返修系統，所述系統包括：
[0032] 鉆孔模塊，用于當確定密封焊的焊縫缺陷位置后，基于所述焊縫缺陷位置的軸線， 在所述密封焊的焊縫上確定中心線，并在所述中心線上鉆多個并排的第一孔；其中，所述多 個并排的第一孔中任意兩個相鄰的孔之間存在孔橋；斷開所述孔橋，以在所述焊縫上形成 槽型坡口；以及在所述焊縫上距離所述槽型坡口預設距離的部位，鉆第二孔，以為焊接操作 面的背面腔室充氬氣；
[0033] 清潔焊修模塊，用于對所述背面腔室進行清潔，并對所述槽型坡口和所述第二孔 進行返修焊接；
[0034] 返修檢測模塊，用于在返修焊接完成后，對焊縫進行外觀、液體滲透和水壓試驗檢 查。
[0035] 可選的，所述系統還包括：吸塵器，用于在所述鉆孔模塊進行鉆磨操作時，吸除鉆 磨過程中形成的雜物。
[0036] 可選的，所述吸塵器包括固定吸嘴和可拆裝吸嘴，所述可拆裝吸嘴的吸塵端頭為 與所述槽型坡口形狀匹配的中空扁形；所述清潔焊修模塊，具體包括：
[0037] 改良吸塵單元，用于將所述可拆裝吸嘴安裝于所述固定吸嘴上，并將所述吸塵端 頭與所述槽型坡口匹配對接，以使所述吸塵器吸除鉆磨過程中落入所述背面腔室中的雜 物；
[0038] 除水單元，用于將所述焊縫加熱到預設溫度，并將充氬管通入所述第二孔內，利用 高壓氬氣和高