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核级阀门密封面材料与焊接技术研究

稿件来源:哈尔滨工程大学  作者:陈庆文 点击:7101次 发布时间:2018-6-10
 
【摘要】

核电阀门是核电设备的重要关键部件,其密封面材料、质量的好坏,直接关系到阀门的使用寿命和生产的安全可靠性。通过选用性能良好的材料堆焊阀门密封面,可以显著延长了阀门的使用寿命。堆焊层性能与质量不仅取决于堆焊材料,而且在很大程度上还取决于相应焊接工艺。本文研究了适用于核电阀门密封面的堆焊材料,包括铁基材、镍基材料和钴基材料以及堆焊的常用焊接方法,通过对比,对应于不同工况、不同条件下匹配的焊接方法。 根据我国的国情,暂时还没有制定出自己的完善的核电标准,目前在我国核岛机械设备设计和制造中主要使用的是 RCC-M  和 ASME  BPVC  Ⅲ。在阀门密封面堆焊方面,法国的 RCC-M 标准和美国的 ASME 标准在很多细节上有所区别,如何选用和借鉴这些标准,这将对核电阀门密封面的质量有很多影响。本文通过对比哈电阀门公司于2009 年 ASME 核电取证样机和民用核承压设备取证样机的闸阀密封面堆焊工艺评定试验,分别采用钨极氩弧焊和等离子堆焊工艺进行对比分析,找出两个标准的相同点和不同点,取长补短,为我国阀门行业在核电应用方面提供了有益的探索。 



【正文试读】

1 绪论

        随着核电技术的发展,核电阀门的应用也将越来越广泛。密封面是核电阀门最重要的工作部位之一,其质量的好坏,直接关系着阀门的使用寿命;阀门在使用过程中,处在较高温度和较高的流体压力下,阀门经常启闭,由于密封面间的相互摩擦、挤压、剪切,以及流体的冲刷和腐蚀等作用,极易受到损伤,一旦密封面损伤,产生泄露,就失去了阀门的使用功能,成为废品[1]。核电阀门使用寿命通常要求达到 30 年,而密封面质量的好坏,直接关系到阀门的使用寿命和生产的安全可靠性。 在阀门密封面部位堆焊一层具有特殊性能的合金[2],可以提高密封面耐磨损、耐腐蚀及高温性能,同时可以保持密封面有足够的韧性,在强烈的冲击负荷下不致有断裂的危险,延长使用寿命,是密封面最适合采用的方式。 堆焊层性能与质量不仅取决于堆焊材料,而且在很大程度上还取决于堆焊方法与工艺[3]。据统计,世界上核电站因阀门装置密封面出故障而造成事故占1/4,因此对核阀材料和制造工艺提出了十分严格的要求,特别是核阀密封面[4]。 由于我国的核电建设经历了不同的发展阶段,在此期间,分别采用或参考了不同国家的技术标准,这就导致了我国核电厂反应堆堆型的多样化。因此我国目前核岛机械设备设计和制造所采用的技术标准规范也是依据不同的核电技术路线而定的。目前在我国核级阀门制造过程中主要使用的是RCC-M  和ASME  Ⅲ以及国内的EJ(EJ/T)等系列标准。 由于我国暂时还没有制定出自己完善的核电标准,而法国的的RCC-M标准和美国的ASME标准在很多细节上有所区别,如焊接工艺评定的重要变素有很多差异,堆焊层的验收标准不同等,如何选用和借鉴这些标准,这将对核电阀门密封面的质量有很多影响。


 
 
【关键词】:
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