核岛主蒸汽隔离阀闸板钴基堆焊裂纹的成因及改进

朱奇敏; 张志强; 肖瑞旺; 张顺达; 孙福成; 吴义党; 王伟波

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2022.11.14

焊接工艺 | 浏览量 : 0 下载量: 851 CSCD: 0

PDF
导出
分享
收藏
专辑

核岛主蒸汽隔离阀闸板钴基堆焊裂纹的成因及改进
Analysis and Improvement of Cobalt Base Surfacing Crack on Gate Plate of Nuclear Island Main Steam Isolation Valve
2022年52卷第11期页码：95-100
收稿：2022-10-13，

纸质出版：2022-11-25
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.11.14
稿件说明：

移动端阅览

朱奇敏，张志强，肖瑞旺，等.核岛主蒸汽隔离阀闸板钴基堆焊裂纹的成因及改进［J］.电焊机，2022，52（11）：95-100. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.11.14.

ZHU Qimin, ZHANG Zhiqiang, XIAO Ruiwang, et al.Analysis and Improvement of Cobalt Base Surfacing Crack on Gate Plate of Nuclear Island Main Steam Isolation Valve[J].Electric Welding Machine, 2022, 52(11): 95-100. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.11.14.

摘要

某核电项目核岛主蒸汽隔离阀制造过程中发现该阀门闸板钴基堆焊密封面存在贯穿性裂纹。通过对钴基合金堆焊裂纹成因机理、焊接接头的应力影响以及其他相关因素进行分析，得出其主要原因是工艺评定的验证性不足，未充分考虑闸板焊接结构不对称、堆焊厚度等因素的影响。针对堆焊的焊前处理、焊接结构、焊接工艺参数、热处理工艺、过程控制等方面进行了优化改进，具体措施为：在原搭接区域留10 mm的环带不加工，降低两种工艺搭接处的应力集中；优化堆焊层数至两层；在保证堆焊质量的前提下，尽量选用小的焊接电流和焊接速度；提高预热温度，进行后热处理等。改进后闸板堆焊焊缝一次合格率达到100%，为后续国内各核电厂同类核岛主蒸汽隔离阀密封面堆焊裂纹的处理提供了参考。

Abstract

A main steam isolation valve has a penetrating crack on the cobalt-based surfacing sealing surface of the valve gate plate during the manufacturing. Through analyzing the mechanism of cobalt base alloy surfacing crack formation

the influence of stress on welded joints and other related factors

it is concluded that the main reason is that the validation of process qualification is insufficient

and the influence factors such as the asymmetry of valve gate plate welding structure and the thickness of surfacing are not fully considered. The treatment before surfacing

welding structure

welding parameters

heat treatment process

process control and other aspects are optimized and improved. The measure is as follows: leave 10 mm ring strip in the original lap area

reduce the stress concentration at the lap of two kinds of processes

and optimize the number of surfacing layers to two layers; On the premise of ensuring the surfacing quality

select small welding current and welding speed as far as possible; Increase the preheating temperature and carry out the postweld heat treatment. The primary pass rate of gate surfacing weld reaches 100%. This measure provides some references for the subsequent treatments of the sealing surface cracks on the same kind of main steam isolation valve in nuclear island in domestic nuclear power plants.

关键词

Keywords

references

徐宝坪，晋嘉昱，朱家泽 . 核电厂阀芯WCB钢钴基耐磨堆焊工艺研究［J］. 电焊机， 2020 ， 50 （ 10 ）： 74 - 77 .

XU B P ， JIN J Y ， ZHU J Z . Study on cobalt base hardfacing technology of valve core WCB steel in nuclear power plant ［J］. Electric Welding Machine ， 2020 ， 50 （ 10 ）： 74 - 77 .

周云方 . 钴基合金等离子粉末堆焊层的组织及性能研究［D］. 山东：山东大学， 2016 .

ZHOU Y F . Study on Microstructure and Properties of Cobalt-based Alloy Powder Plasma-arc Surfacing Layers ［D］. Shandong ： Shandong University ， 2016 .

李延葆，郭宝超，金伟芳 . 堆内构件钴基合金堆焊工艺研究［J］. 动力工程学报， 2016 ， 36 （ 03 ）： 247 - 251 .

LI Y B ， GUO B C ， JIN W F . Study on Hardfacing Process of Reactor Vessel Internals with Cobalt Alloys ［J］. Journal of Chinese Society of Power Engineering ， 2016 ， 36 （ 03 ）： 247 - 251 .

蒋兴钧，王庆田，张宏亮，等 . 堆内构件钴基耐磨堆焊缺陷分析与研究［J］. 电焊机， 2019 ， 49 （ 4 ）： 322 - 325 .

JIANG X J ， WANG Q T ， ZHANG H L ， et al . Analysis and research on cobalt-based wear resistant surfacing defects of reactor internals ［J］. Electric Welding Machine ， 2019 ， 49 （ 04 ）： 322 - 325 .

王庆田，许斌，何大明，等 . 秦山核电二期扩建工程反应堆堆内构件钴基合金堆焊工艺改进［J］. 电焊机， 2010 ， 40 （ 2 ）： 42 - 46 .

WANG Q T ， XU B ， HE D M ， et al . Improvement of welding process about Qinshan nuclear power II expansion project reactor Co-based alloy ［J］. Electric Welding Machine ， 2010 ， 40 （ 02 ）： 42 - 46 .

苏建新，李小钢，李广铎，等 . 反应堆压力容器堆芯支承块镶块钴基合金堆焊试验研究［J］. 大连铁道学院报， 1995 （ 4 ）： 101 - 107 .

SU J X ， LI X G ， LI G D ， et al . Test Investigation of Overlaying Pressure Vessel Component on Nuclear Reactor by Cobalt-Based Alloy ［J］. Journal of Dalian Railway Institute ， 1995 （ 4 ）： 101 - 107 .

尤广伟，董安霞 . 钴基硬质合金的堆焊［J］. 压力容器， 2007 （ 08 ）： 55 - 58 .

YOU G W ， DONG A X . Welding of Cobalt Base Horniness Alloy ［J］. Pressure Vessel Technology ， 2007 （ 08 ）： 55 - 58 .

苏志东 . 核级阀门密封面堆焊［J］. 中国核电， 2000 （ 3 ）： 42 - 45 .

SU Z D . Deposit welding on sealing surface for nuclear class valves ［J］. China Nuclear Power ， 2000 （ 3 ）： 42 - 45 .

汤丹，王建新 . 钴基合金在阀门密封面上的应用［J］. 阀门， 2012 （ 05 ）： 19 - 22 .

TANG D ， WANG J X . The application of cobalt base alloy on valve sealing face ［J］. Valve ， 2012 （ 05 ）： 19 - 22 .

高春华，邢芳，刘斌，等 . 不锈钢堆焊层裂纹的产生及解决措施［J］. 炼油与化工， 2010 （ 4 ）： 38 - 40 .

GAO C H ， XING F ， LIU B ， et al . Formation of cracks in stainless steel deposit welding layer and prevention measures ［J］. Refining and Chemical Industry ， 2010 （ 4 ）： 38 - 40 .