T/CNEA 033.5-2022 压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范 第5部分：燃料棒堵孔焊

　　ICS 27.120.10

　　CCS F 49

　　团 体 标 准

　　T/CNEA 033.5—2022

　　压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范 第5部分：燃料棒堵孔焊

　　Welding code for fuel assembly and associated core components in

　　pressurized water reactors nuclear power plants—

　　Part 5:Fuel rod seal welds

　　2 0 2 2 - 1 1 - 1 5 发 布

　　中国核能行业协会 发 布

　　T/ CNEA 033.5—2022

　　目 次

　　工

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　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。

　　本文件是T/CNEA 033《压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范》的第5部分。 T/CNEA 033《压 水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范》拟由以下8个部分构成。

　　——第1部分：锆合金零部件激光焊;

　　——第2部分：镍基合金零部件激光焊;

　　——第3部分：锆合金管惰性气体保护焊;

　　—第4部分：不锈钢管惰性气体保护焊; ——第5部分：燃料棒堵孔焊;

　　——第6部分：不锈钢板或棒惰性气体保护焊;

　　——第7部分：镍基合金电阻焊;

　　——第8部分：镍基合金格架钎焊。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国核能行业协会提出并归口，技术支持单位为上海核工程研究设计院有限公司、核工 业标准化研究所、苏州热工研究院有限公司。

　　本文件起草单位：上海核工程研究设计院有限公司、中核建中核燃料元件有限公司、中核北方核 燃料元件有限公司。

　　本文件主要起草人：丁阳、韦享雨、龚辛、叶臣、钟多军、陈旭。

　　本文件为首次发布。

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　　压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范 第5部分：燃料棒堵孔焊

　　1 范围

　　本文件规定了压水堆核电厂燃料组件燃料棒采用惰性气体保护焊方式的堵孔焊的工艺、鉴定、检 测和试验等要求。

　　本文件适用压水堆核电厂燃料棒堵孔焊接。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适 用于本文件。

　　GB/T 4844 纯氦、高纯氦和超纯氦

　　GB/T 37623 金属和合金的腐蚀核反应堆用锆合金水溶液腐蚀试验

　　3 术语

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 工艺要求

　　4.1 清洗

　　零部件在焊接前应进行清洗。

　　4.2 选择保护气

　　应采用符合GB/T 4844 要求的氦气作为保护气。

　　4.3 设定参数

　　端塞堵孔焊接工艺参数应经过鉴定，详见5.1。

　　4.4 检测焊缝

　　4.4.1 应按6.1、6.2的方法对焊缝进行检测。可采用6.4的超声检测代替6.2中的X 射线照相检测。

　　4.4.2 应按以下步骤对工艺进行控制。可使用相同生产条件下的焊接试样代替产品进行检验。

　　4.4.2.1 熔深和缺陷的检测

　　每个焊室每个工作日都应至少制备一个试样，并对熔深和缺陷进行评估。

　　工

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　　4.4.2.2 腐蚀试验

　　每个焊室每个工作日都应至少制备一个试样，并进行水腐蚀试验，试验要求详见6.1。

　　4.4.2.3 工艺控制试样不合格

　　1) 若工艺控制试样不满足腐蚀要求或金相检查要求，则前一个合格工艺控制试样之后进行焊接 的材料都应被认为是可疑的。可疑产品应判废、返工或重新试验。

　　2) 对判废的控制试样之前和之后的焊接材料重新取样试验。如果指定的试样不适用或在已接收 的产品中，由质量控制人员重新选择合适的试样。若重新试验结果表明无重复缺陷存在，则 排除对产品的怀疑。

　　3) 若重新试验结果表明仍有缺陷情况存在，可疑的材料应判废。

　　4.4.2.4 附加工艺控制取样

　　可以进行额外的工艺控制取样，确保返工、设备、工具和工艺参数的更改(第5节中特殊说明除 外)不影响焊接质量。

　　5 工艺合格性鉴定

　　5.1 鉴定参数

　　5.1.1 应在工艺合格性鉴定之前完成设备鉴定和焊接检查。

　　5.1.2 应通过工艺鉴定确定关键工艺参数：保护气类型、保护气纯度、电极类型、电极尺寸、极性、 电弧间隙、旋转速度、电极位移、保护气流量、焊后冷却时间、焊接电流、焊接时间、脉冲参数、焊 接接头设计、母材、焊前充气稳定时间、充气压力等。

　　5.1.3 焊接工艺、焊接接头设计、电极和焊室设计的鉴定，通过确定5.1.1参数的可接受范围来完 成，并且在完成设备合格性鉴定后进行。其他工艺和设备的设定值与名义值保持一致。

　　5.1.4 除了上述工艺参数之外，在预充气体工艺中，还应对每个气体通道的横截面进行核查。最大 压力下和最小压力下分别制备代表性样品。应确定样品的内压和达到该内压的充气时间(充气稳定时 间)。若图纸对密封焊后管内氦气最小纯度有要求，还至少要从中取出测试棒作为纯度检测试样在经鉴 定的实验室中进行分析。

　　5.1.5 工艺参数的鉴定范围通过以下方式决定：在工艺中所有参数均采用最极限情况的值，得到的 焊缝仍在合格范围内。最极限情况(最大或最小)为能分别产生(最大或最小)极限热输入的各设定 值的组合。

　　5.1.6 用于鉴定的试样焊接接口设计应能代表制造产品的焊接接口设计。

　　5.2 鉴定试样

　　应制备最大热输入下和最小热输入下的焊接试样，试样数量宜不少于10个。

　　5.3 检测和试验

　　鉴定时对最大和最小热输入的焊接试样进行以下检测和试验，试样应随机选出。

　　5.3.1 目视检查

　　按6.1规定对最大和最小参数组合试样进行目视检查。

　　5.3.2 尺寸检查

　　对最大和最小参数组合试样进行尺寸检查。

　　5.3.3 腐蚀试验

　　按6.5规定对最大和最小参数组合试样进行腐蚀试验。

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　　5.3.4 金相检查

　　按6.6规定对最大和最小参数组合试样进行试验。

　　5.3.5 X 射线照相检测/超声检测

　　根据6.2或6.4规定对最大和最小参数组合试样进行X 射线照相检测或超声检测。

　　5.3.6 爆破试验

　　可根据合同要求开展爆破试验。

　　5.4 验收准则

　　若按照5.3进行的所有试验的结果都在合格范围内，则焊接工艺鉴定是合格的。

　　5.5 工艺验证

　　5.5.1 工艺中设定的参数最大最小值变动范围超出已鉴定范围，需按5.1~5.4规定重新鉴定。

　　5.5.2 若设计新焊室或对焊室、终止位置、散热片特征设计进行较小的变更，应使用焊接鉴定的焊 接设定参数对新设计进行验证。应对最大热输入情况下的焊接试样进行腐蚀试验;对最小热输入情况 下的焊接试样进行金相检查。用试验结果验证新焊室或焊室设计变更下产品焊接工艺的可接受性。

　　6 产品检测

　　6.1 目视检查

　　6.1.1 目视检查所有焊缝以下缺陷情况：

　　1) 孔穴;

　　2) 裂纹;

　　3) 未熔合区;

　　4) 固体夹杂;

　　5) 不规则轮廓或外表面咬边;

　　6) 变色。

　　6.1.2 可疑的焊缝，应进一步放大观察。

　　6.1.3 应对焊缝和热影响区域进行目视检查，可采用外观标样对比的方式。

　　6.2 X 射线照相检测

　　对所有焊缝进行 X 射线照相检测，对X 射线照相相片进行以下评估：

　　1) 熔深检测;

　　2) 夹钨检测;

　　3) 焊缝熔化区域内的夹杂或气孔检测;

　　4) 裂纹检测-不允许出现裂纹。

　　6.3 泄漏检测

　　6.3.1 对堵孔焊接后的所有的密封部件进行氦气泄漏检测。

　　6.3.2 从棒密封到氦气泄漏测试的时间应不超过合同规定的最大时间。

　　6.3.3 氦气泄漏率指标超出产品图纸或技术条件规定值的部件，一律判废。

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　　6.4 超声检测可代替X 射线照相检验，超声检测遵循合同要求。

　　6.5 腐蚀试验

　　6.5.1 每个生产日、每个焊室应至少取一个试样进行水腐检查。

　　6.5.2 腐蚀试验应按GB/T 37623中规定开展。

　　6.5.3 合格的腐蚀试样应具有连续氧化层表面，氧化层不能出现白色腐蚀产物。

　　6.5.4 如果工艺控制试样满足专门为评估重新试验可行性而设定的外观标样要求，可对工艺控制试 样进行重新试验。重新试验时，可对试验中产生的褐色腐蚀产物进行抛光。抛光试样应按照本节规定 重新试验，并且必须满足试样初次试验时的外观标样要求。

　　6.6 金相检查

　　6.6.1 每个生产日、每个焊室应至少取一个试样进行金相检查。

　　6.6.2 试样应纵向截断并固定，以对切面抛光和轻度蚀刻。

　　6.6.3 把截面放大100倍进行观察，对以下特征进行评估：

　　1) 焊缝熔深：焊缝熔深应满足合同要求;

　　2) 裂纹：焊缝应没有明显裂纹;

　　3) 缺陷：焊缝应没有异物或气孔。