孙玉甲
山东电力工程咨询院有限公司 山东济南 250000
摘要: 泵类设备在核电中具有广泛的应用，由于铸件成形过程具有不可预见性，导致铸造质量问题较多，本文针对核级泵铸件的特点和标准规范出发，从而制定针对性质量管控措施。
关键词:核级泵；铸件；质量控制；
1 前言
回转离心泵的泵体、叶轮、轴承箱体的结构复杂性要求，绝大多数的的离心泵泵体和叶轮均采用铸造工艺制造。
随着装备制造业的进步，铸造工作者也在努力改进工序质量要求所需要的装备、工艺条件，完善人员配备等措施。然而在铸件铸造工艺过程中，铸造生产常有不可预见因素，以及人为随意性所致铸件也会产生缺陷以至废品。所以铸造缺陷一直是铸造专业无法避免和难以解决的问题。在这种情况下，铸件缺陷补焊，作为一种常规的补救方法得到了广泛应用。
2、补焊的几种方式
2.1精密铸件（合金钢，不锈钢精铸件），铝合金压铸件多采用氩弧焊机焊补。部分模具制造和修复厂家，也采用该焊机修复模具缺陷。 优点：焊补效率高，精度较电焊机高。焊丝种类较多，不锈钢、铝合金产品上应用最广。缺点：用于缺陷修复，小缺陷修复时（气孔、砂眼），因冲击过大，熔池边线有痕迹（咬边现象）。焊补钢件有硬点。 由于热影响，焊补有色铸件或薄壁件时，易产生热变形。操作技术要求较高。
2.2铸铁、铸钢件焊补多采用的传统方式。 优点：修复大缺陷，效率高。 缺点：焊后焊点上硬度过高，内部有应力，容易产生裂纹，一般还需要退火热处理才可以满足加工要求。且因焊接条件限制，内部容易产生气孔、夹渣等二次缺陷。
3 质量控制方式实施
3.1补焊前质量控制
补焊前应根据核电相关标准检查人、机、料、法、环要素。
检查焊接人员是否为民用核安全设备特殊工种人员资格管理规定（HAF602）；核准的取证人员，焊接方法、母材等是否为批准的项目，操作时间是否在有效期内，这些人员是否进行了核电技术的想培训。
检查焊接设备、焊材烘干设备、保温桶等是否经过检验，检定是否在有效期内，设备是否能够正常使用。焊接设备应定期检测，并保证提供准确的焊接电流及电弧电压值。
焊前应对焊接工艺及焊工，按铸件材质相应的标准要求进行按工艺评定。在评定合格后方可补焊。
检查铸件母材的化学分析报告，力学性能报告，焊材的质量证明文件。检查焊所做的焊接工艺评定文件是否符合RCC-M的相关规定。根据已批准的补焊技术条件和焊接工艺评定文件，检查焊接工艺卡的相关工艺过程，是否符合补焊技术条件和焊接工艺文件中的相关规定。
焊接材料的型号及其采购、烘干、保存、使用应符合国标或国际标准规定。
检查焊接车间是否通过相关工艺评定，操作现场是否符核电清洁的相关规定。
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3.2 补焊过程的质量控制
铸件经过无损检测发现存在缺陷，如用肉眼难以判断的表面缺陷或内部缺陷，采用磁粉探伤（MT）、液体渗透探伤（PT）、射线探伤（RT）及超声波探伤（UT）等方法进行检验。
缺陷部位采用机械加工方法（钻、铣、镗、刨、砂轮打磨等），或根据标准规定采用气刨方法清理，当采用气刨方法清除缺陷时，应按规定预热工件，在缺陷清除后，打磨掉渗碳层。缺陷清除后，检查待焊表面应圆滑过度。不存在棱角，贯穿性缺陷的补焊，允许加同材质垫板。
根据RCC-M 的相关规定，缺陷按其挖补深度和面积将其分为较大、较小缺陷补焊区两类 。
根据标准规定，对于碳素钢、马氏体不锈钢焊后进行去应力热处理，、铬镍奥氏体不锈钢不做去应力热处理。
修补焊接操作位置应为水平焊接。清理和清洗待焊部位的污物、锈蚀、油污等。对于要求预热的工件，焊前最好采用整体预热的方式，如整体预热不可能，也可采用局部用电器或用气体火焰加热方式，局部加热的范围：从凹坑边沿开始，分别向周边扩展 3—5倍待焊处母材的厚度范围内，均匀缓慢加热。不同材料补焊的预热温度及层间温度范围遵照补焊技术条件的规定。层间温度控制可采用热电偶、点温仪、测温笔、远红线测温仪等热工仪表测定。
焊接电流选择按焊接工艺卡中的规定执行。在焊完一层后认真清理焊道间渣皮，当发现焊道和母材处出现裂纹、夹渣、未熔和、未焊透等缺陷时，应停止焊接，查明原因，制定有效措施后。待缺陷清除后重新焊接。
补焊后应根据已批准铸件技术条件的相关规定进行消应热处理。
3.3补焊后的检测
对于较小焊补区，可根据承包商批准的不符合项处理方案进行补焊。补焊后进行磁粉探伤（MT）或液体渗透探伤（PT）的无损检测。
对于较大焊补区，质量检查人员应对焊补的位置绘制位置图，提出相应的处理方案，焊补后，应对焊补区进行射线检测。
泵体铸件的结构比较复杂，有些缺陷部位是不能进行射线检测的，所以这些位置如果出现较大焊补区，焊补后不能使用射线探伤（RT）确认补焊是否合格。如铸件不进行报废处理。应制定新的检测方法，以保证补焊区内部不存在超标缺陷。
3.4铸件补焊注意事项
粗加工阶段，粗加工阶段泵体铸件的法兰、定位配合面、地脚平面等需机械加工的部位均已加工，表面粗糙度、形态适合进行X 射线探伤（RT）。（RCC-M中的相关规定未规定核级铸件必须进行射线检测，部分核级泵类合同规定进行检测），这一阶段检测出的缺陷为铸件的内部缺陷。完成清理打磨后，绝大部分会形成较大焊补区。
半精加工阶段，铸件经过粗加工阶段的表面检查和内部缺陷检查（有部分加工部位由于铸件结构不能进行射线检测。）大部分缺陷已经通过补焊符合要求，此阶段加工表面已很接近最终表面，加工表面粗糙度接近精加工要求。适合进行近表面缺陷检查。检查出的缺陷经过挖磨一般会形成较小焊补区，特殊情况下，缺陷延伸至内部（针孔缺陷）经过外面挖磨可能也会形成较大焊补区。
精加工后零部件尺寸已加工到位，形位公差在图纸规定内，正常情况下，精加工后的零部件是不能加热的，因为精加工零部件加热后会产生变形，冷却后尺寸及行为公差难以保证，一些由加工过程质量保证的图纸要求难以确认。所以精加工后发现缺陷一般不能进行补焊，如确需补焊应制定详细的处理方案，处理方案必须经过工程公司批准。并且补焊后保证零部件尺寸及行为公差符合要求。
4 结论与意义
本文针对铸件的补焊要求及过程控制角度出发，对补焊前、补焊过程、补焊后三方面对质量控制要求进行阐述，对铸件的质量控制具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]林国荣，铸件形成过程计算机数值模拟的发展及应用【J】现代铸件，2001（2）
[2]任学冬.渗透检测[M].北京，机械力出版社，2008
孙玉甲 简介:1983年出生，硕士，工程师，主要从事国核压水堆示范工程核电设备监造及监造管理工作
论文作者:孙玉甲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/7
标签：铸件论文; 缺陷论文; 加工论文; 射线论文; 质量控制论文; 核电论文; 表面论文; 《防护工程》2018年第25期论文;