Автоматическая наплавка на кромки главных патрубков корпусов реакторов ВВЭР-1000

При изготовлении корпусов реакторов ВВЭР-1000 производится наплавка малоуглеродистых сплавов на кромки (торцы) патрубков 850 мм главного циркуляционного контура. Наплавка малоуглеродистых сталей на кромки патрубков необходима для предотвращения образования закалочных структур в сварном соединении при проведении сварочных работ на монтаже.
В зависимости от применяемого технологического варианта монтажной сварки соединения «патрубок корпуса — трубопровод» малоуглеродистыми сплавами наплавляется или полный торец патрубка, или только его корневой участок (рисунок). Выполнение малоуглеродистой наплавки патрубков ручным электродуговым методом связано со значительными трудозатратами и далеко не всегда обеспечивает требуемое качество наплавленного металла; кроме того, из-за тяжелых условий труда производится многократная замена сварщиков в течение рабочего дня.
Технологические варианты монтажной сварки соединения «патрубок корпуса — трубопровод»:
а — с полной малоуглеродистой наплавкой на кромки патрубков: б — с частичной малоуглеродистой наплавкой на кромки патрубков; — патрубок корпуса реактора; 2 — сварной шов; 3 — малоуглеродистая наплавка; 4 — трубопровод; 5 — антикоррозионная наплавка пояска на монтаже; 6 — антикоррозионная облицовка внутренних поверхностей.
НПО совместно с заводами отрасли разработали технологию автоматической наплавки па кромки главных патрубков корпусов реакторов ВВЭР-1000, которая позволила резко увеличить производительность процесса наплавки, повысить ее качество и существенно улучшить условия труда рабочих-сварщиков. Для автоматической наплавки торцов патрубков в ЦНИИТмаше разработан автомат АДФС1-Ю001, который крепится на балконе специального портала или стандартной поворотной консольной установки и позволяет вести многочасовую непрерывную наплавку с автоматической раскладкой валиков по наплавляемому торцу.
Основные технические характеристики АДФС1-1000
Диаметр вращения головки с электродной
проволокой, мм................................ 250—1500
Диаметр электродной проволоки, мм.................. 2 — 6
Скорость сварки в диапазоне диаметров
250...1500 мм, м/ч................................ 10 — 40
Сварочный ток, А.............................. 250—1000
Масса кассеты с проволокой, кг . ,.................... 20
Переход с валика на валик.......................Автоматический, шаговый
Для выбора сварочных материалов, обеспечивающих выполнение конструктивных требований к малоуглеродистой наплавке на кромки патрубков, проведено изучение механических свойств металла, наплавленного с применением различных электродных проволок и флюсов и подвергнутого отпуску по режиму: 620 °С, 25 ч-|-650оС, 20 ч. Наплавка производилась на плнты нз стали 15Х2НМФА. Образцы для механических испытаний и химического анализа вырезали на расстоянии 8... 10 мм от осевой линии образца до линии сплавления. Химический состав, механические свойства и ударная вязкость наплавленного металла, приведенные соответственно в табл. I—3, представляют определенный интерес для конструкторов и технологов.
В разработке автомата принимали участие Н. И. Малявкнна, М/Ф. Хробастов, Н. Ф. Воронов, Н. Л. Акимов тиков, работающих в области энергетического машиностроения, и могут быть использованы при выборе сварочных материалов (в зависимости от конструктивных требований) для автоматической наплавки на кромки главных патрубков.
Автоматическая наплавка торцов патрубков производится на двух предварительно состыкованных (посредством приварных технологических скоб) патруб-ковых обечайках из корпусной стали 15Х2НМФА, установленных на специальном роликовом стенде; при этом торцы патрубков выставляются в строго горизонтальном положении. Для обеспечения высокой производительности процесса наплавка производится электродной проволокой диаметром 5 мм при следующих параметрах режима наплавки:
Сварочный ток, А.................. 500—600
Напряжение, В....................... 34          —           38
Скорость наплавки, м/ч.............. 18    —           20
В целях улучшения формирования наплавленного слоя на торцах патрубков устанавливаются формирующие стальные кольца (при наплавке корневого участка — внутренние, при наплавке полного торца —внутренние и внешние), изготовляемые из листовой стали толщиной 40...50 мм. Наплавка производится с предварительным подогревом до температуры 150.. .250 °С при помощи индукторов (с использованием токов промышленной частоты) или панелей электросопротивлений. Контроль температуры нагрева патрубков осуществляется посредством четырех термопар ХА, привариваемых попарно с наружной и внутренней сторон патрубка. Показания термопар фиксируются на бумажной ленте при помощи потенциометра-самописца.
Наплавка торцов начинается с заполнения разделки, образуемой скосом под наплавку на патрубке и формирующим кольцом. Заполнение разделки осуществляется наложением 12...14 валиков; затем производится полная наплавка на торцы патрубков. После окончания наплавки торцов патрубков производится термический «отдых», т. е. выдержка при температуре 150.. .200 °С в течение 12 ч; после этого патрубок охлаждают со скоростью не более 20°С/ч.
Уровень остаточных напряжений уменьшают, производя наплавку по схеме «крест-накрест» — сначала на одной патрубковой обечайке, а затем, после переустановки на роликовом стенде,— на другой. «Высокий» отпуск производится после наплавки всех восьми патрубков совместно с отпуском кольцевого шва обечаек патрубковой зоны. Окончательная механическая обработка наплавленных кромок патрубков под монтажную разделку производится после антикоррозионной наплавки внутренних поверхностей патрубков и контроля качества наплавленного металла.