0 引言

防甩击预埋件是CPR1000堆型压水堆核电站电气连接厂房的一个重要设备，包含EP.1A，EP.1B及EP2型预埋件各2件。本文详细介绍了EP2型防甩击预埋件车间制作方法，根据预埋件的结构特点，从施工准备、车间组装、焊接及控制变形等方面进行描述。

由于防甩击预埋件锚固的抗甩击装置的质量较大，两者采用焊接+钢肋锚固的连接形式，因此预埋件平整度要求较为严格。车间制作采用 “反变形”组合预制以及刚性固定措施以控制变形，采用合理的焊接顺序、焊接工艺参数及热处理等措施提高焊接质量，同时采用取芯钻制孔，确保DYWIDAG套筒位置及间距精度满足安装要求。

1 工程概况

预埋件 EP2长10 450 mm，宽1 900 mm，由Q235C材质20 mm厚钢板与DYWIDAG套筒36E3065塞焊而成，钢板背面焊接33条尺寸为20 mm×20 mm×1 880 mm加劲肋及170根圆柱头焊钉φ15.87 mm×150 mm。EP2型预埋件锚固的防甩击装置质量达70 t。EP2结构形式如图1所示。

  

图1 EP2预埋件结构示意图

防甩击预埋件焊接量大、构件精度要求高，所以为保证构架制作精度，制作前对作业人员进行认真详细的安全技术交底，在制作过程中严格控制每一道工序的制作质量，严格控制焊缝坡口角度及间隙，采用合理的焊接顺序、工艺参数、防变形措施及矫正方法，确保制作完成的构架几何尺寸及焊接质量均满足设计要求。

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2 防甩击预埋件制作关键点

2.1 焊接方法的选择

EP2型预埋件中预埋件DYWIDAG套筒焊接采用焊条电弧焊，φ15.87 mm×150 mm焊钉采用螺柱焊。DYWIDAG套筒焊接采用焊条电弧焊，使用E5018－1 型 φ3.2 mm/φ4.0 mm 焊条， 该焊材属于低氢碱性焊条，可有效地防止焊接裂纹，使其熔敷金属具有良好的塑性和韧性。

EP2预埋件在进行DYWIDAG套筒焊接时，沿基板正面中心位置点焊I20a工字钢以增大侧向刚度，具体样式如图3所示。采用以上防变形措施后，焊接完毕，待焊件冷却至室温后再去掉刚性固定，可有效防止扭曲变形和波浪变形。

2.2 防变形措施

3.3.2 组对

  

图2 EP2埋件两基板固定剖面图

夕照轻阴郭，回车访枣花。 山门分野色，经阁带林霞。 香篆穿帘细，旛风曳柳斜。 摩娑红杏卷，觞咏想王查。[5]

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图3 沿EP2基板长度方向布置工字钢刚性支撑

2.3 预热和后热处理

采用绳式加热器对DYWIDAG套筒加热（图4），保证预热、后热及层间温度的要求，同时不影响焊接操作，确保了焊接质量，缩短了预制工期。预热可减小焊接区域与被焊工件之间的温差，从而降低了焊接应力和焊接应变速率，可避免产生焊接裂纹。后热可减缓焊后冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹，同时也减小焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。

3.3.1 下料及坡口加工

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图4 EP2埋件绳式加热器缠绕方法示意图

3 防甩击埋件制作方法

3.1 施工准备

EP2预埋件背面加劲肋焊接时，2个焊工从中间向两端分段对称跳焊，每条焊缝焊接时分段退焊，每段长度不超过500 mm，具体的做法是：焊工焊完第1条焊缝后，焊接与之相隔2个钢条的第4条焊缝，如此循环下去，如图5所示。

3.2 制作工艺流程

防甩击EP2预埋件主要施工工艺流程如下：施工准备→埋件基板及加劲肋下料→加劲肋组对、焊接→变形矫正→基板钻孔、开坡口→加刚性支承→DYWIDAG套筒组对、焊接→焊缝无损检测→焊钉φ15.87 mm×150 mm焊接→喷砂油漆→临时存放。

3.3 操作要点

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在焊接EP2型预埋件加劲肋时，将组对好的2块钢板沿板长度方向加设一定厚度的扁钢对钢板预先进行 “反变形”，板边缘采用断续焊进行固定，具体如图2所示。焊接时采用对称、跳焊方式，上下钢板焊接变形基本抵消，板面成形质量良好。

加劲肋的组对在操作平台上进行，待EP2预埋件基板下料完成后，依据施工图样尺寸定位加劲肋的位置，打样冲，同时将该位置及周围20 mm区域内打磨清理干净，最后将加劲肋点固焊在相应位置上。EP2预埋件背面加劲肋焊接完毕后确认板面平整度偏差满足要求后，在基板正面DYWIDAG套筒焊接孔所在的直线上点固焊2条12 m长的I20a工字钢，以保证基板翻身套筒组对后与整个板面保持水平，同时加大基板沿长度方向上的刚度，不致套筒焊接后板面出现太大的焊接变形。

3.3.3 焊接

防甩击预埋件零件放样时，应考虑预留制作的焊接收缩量、二次切割量，一般情况下，EP2埋件钢板长度方向预留30～50 mm余量，宽度方向应预留20 mm，以便于制作完成后进行二次切割。EP2埋件上DYWIDAG套筒焊接孔采用磁力钻套取芯钻头制孔，坡口加工采用手动割枪切割+直磨机打磨制取。

防甩击EP2预埋件单件自身质量约4.3 t，车间预制尺寸精度要求高，需要现场采用20 mm厚钢板制作1个简易工作平台，便于构件组装和调整。操作平台要求有足够的强度和韧性，尺寸不小于6 m×15 m，同时保证钢平台的表面平整度偏差小于1.0 mm。因EP2埋件尺寸较大（长10 450 mm，宽1 900 mm），整块预制时需采购2张宽不小于2 000 mm、长不小于11 000 mm、厚20 mm的钢板，便于钢板下料时进行余量补偿。

  

图5 EP2埋件加劲肋焊接顺序示意图

单边焊接顺序为： 1， 2， 3， 4， …； 1′， 2′， 3′，4′， …； 1″， 2″， 3″， 4″， …； a， b， c， d， …； a′，b′，c′，d′，…。焊接完成后，待冷却至室温时揭开2张基板，对板面局部超差部分进行必要的矫正。

EP2埋件DYWIDAG套筒焊接重点要控制焊接顺序和保证预热后热及层间温度，预热及层间温度125～145℃，后热温度200～250℃，加热2 h。套筒采用错开跳开焊接的顺序（图6），可避免预埋件在某一局部热输入过大而造成变形。DYWIDAG套筒在第1次焊道及随后的每3次焊道上要求进行100%目视及100%液体渗透检验。

  

图6 EP2埋件DYWIDAG套筒焊接顺序示意图

采用绳式加热器加热，根据预埋件的长度和DYWIDAG套筒的布置情况，将绳式加热器紧贴预埋板绕在DYWIDAG套筒上，缠绕方法可参照图4。1块EP2埋件用2根15 m长的绳式加热器就能满足预热和后热需要。焊接过程中由于焊接侧保温不充分，散热面积较大，需持续加热。由于预热和后热温度较低，热处理记录设备自动记录困难，不能进行全程测量记录，要采用远红外测温仪进行跟踪测量。

EP2埋件连接件φ15.87 mm×150 mm的焊接，严格按照焊接工艺卡采用螺柱焊，焊接前将焊钉焊接位置打磨清理干净。EP2预埋件DYWIDAG套筒并非完全对称，安装方向倒置的话会造成后续防甩击装置无法正常安装。在确认埋件安装方向后，沿埋件上口基板背面焊接4个吊耳，吊耳具体尺寸及焊接形式详见图7和8。吊耳采用20 mm厚Q235B钢板制作，与预埋件钢板采用角接三面围焊形式，焊脚高度hf不小于10 mm，焊缝长度不小于100 mm。

  

图7 抗甩击埋件吊耳示意图

  

图8 EP2埋件吊耳布置示意图

3.3.4 矫正

防甩击EP2预埋件焊缝无损检测前应进行变形的矫正。矫正优先采取机械矫正法，亦可采用火焰加热的方法矫正。在使用火焰加热矫正时，要用红外线测温仪随时监控加热部位的温度，确保加热温度不超过600℃，在加热矫正后，将构件放在无对流空气的条件下自然冷却，不得用冷水对加热部位进行冷却。

4 结论

防甩击EP2预埋件总体工程量不大，但其制作工序繁琐、尺寸精度要求高、焊接量大、焊接变形不易控制。因此，在技术准备阶段开始，就需针对以上的施工难点制订针对性的措施，对构件的下料、组对、焊接、防变形、矫正及检验等工序环节进行全面控制，进而缩短构件的制作工期和减小后续处理的工作量，保证产品的制作质量。

参考文献：

［1］GB 50205—2001 钢结构工程施工质量验收规范［S］.

［2］沈祖炎.钢结构制作安装手册［M］.2版.北京：中国建筑工业出版社，2001.