核级手动截止阀Ω焊缝凝固缺陷成因研究

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1、2014年第42卷第11期流体机械13文章编号：1005—0329(2o14)11—0013—04核级手动截止阀Q焊缝凝固缺陷成因研究黄红科，唐毅，刘洋，张建强(1．中核武汉核电运行技术股份有限公司，湖北武汉430000；2．武汉大学，湖北武汉430074)摘要：采用显微硬度测量、金相和扫描电镜(SEM)观察对不锈钢手动截止阀焊接接头各微区的硬度进行测量；对n焊缝、热影响区(HAZ)和母材的显微组织进行观察；对接头的断口形貌进行观测分析。结果表明：接头各区域的硬度分布差异不大，分布较为均匀，而2试样HAZ的硬

2、度高于1。n焊缝金属柱状晶粗大，晶粒(柱状和胞状晶)的方向性强，晶间存在偏析，焊缝已形成沿晶界开裂。主要原因是：Q焊缝装配间隙部位在冷却结晶时因液态填充不够，形成缩松、缩孔。在焊接应力／应变场作用下，拉伸应变或应变率超过此时材料的临界塑性和临界应变率时则产生焊接凝固裂纹。关键词：截止阀；n焊缝；金相组织；凝固缺陷；SEM中图分类号：TH137；TG407文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．11．003AnalysisofNuclearGradeManualValv

3、eOmegaWeldSolidificationDefectsHUANGHong—ke，TANGYi，LIUYang，ZHANGJian—qiang(1．ChinaNuclearPowerOperationTechnologyCorporation，Wuhan430223，China；2．WuhanUniversity，Wuhan430074，China)Abstract：Themicro—hardnessofweldedjointwasmeasured，andthemicrostructureandfrac

4、turemorphologyofweldedjointshadbeenobservedbyusingmetallographicandscanningelectronmicroscope(SEM)．TheresultsshowthatOmegaweldmetalinstainlesssteelmanualvalveiscoarsecolumnarcrystal，andexistsstrongdirectionofgrains(columnarandcellularcrysta1)，andintergranul

5、arsegregation，intergranularcrackinginweldhadformedalongthegrainboundary．ThemainreasonsarethattheliquidfillingoftheassemblygapregionofOmegaweldisnotenoughduringprocessofcoolingcrystallization，SOthatshrinkageporosityproduced．Theweldingsolidificationcrackwillb

6、eformedifthetensilestrainorstrainrateexceedsthecriticalplasticityandthecriticalstrainrateofmateria1．Keywords：cut—ofvalve；Omegaweld；metallurgicalstructure；solidificationdefect；scanningelectronmicroscope1前言占维修总额的50％以上J。因手动截止阀Q焊缝漏泄而引起的核电事故时有发生，主要原因为阀门在核电站的安全稳定

7、运行中起着重要的制造过程中焊缝存在缺陷，使用时因应力和腐作用，核电站的迅猛发展，促使阀门制造业快速增蚀介质共同作用导致焊缝产生应力腐蚀开裂。焊产¨J。虽然我国已经建立了较为完整的阀门制接缺陷的存在将加快应力腐蚀速度，缩短阀门使造工业体系，大部分核电阀门已经能够立足于国用寿命，严重威胁电站安全。由于对应力腐蚀的内，但关键部位使用的阀门仍然需要进口，对国内认识机理及控制还存在一定的局限，而对Q焊缝核电站建设成本及进度控制的影响很大。加速阀应力腐蚀的研究工作很少J。因此，n焊缝制造门的国产化进程已成为我国核电工业发

8、展的重要质量的重要性倍受关注。战略步骤，也是我国核电建设企业及阀门生产企在调试运行中，核级手动截止阀(规格为业面I临的新问题。国际上因阀门故障而造成DN25、阀体为不锈钢材料)产生了泄漏。由于该的事故，约占整个核电站事故的25％，位居第一。阀门投入使用时问较短，初步分析为制造缺陷引在机组运行期间，每年花费在阀门上的维修费用起阀门失效。为了验证这种分析，本项目抽检了收稿日期：2014—06—20修稿日