CN116230262A - 一种反应堆压力容器法兰密封面及其制造方法 - Google Patents

一种反应堆压力容器法兰密封面及其制造方法 Download PDF

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孙传福
程强
兰晓伟
雷世和
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Abstract

本申请属于核电站设备制造和维修技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器法兰密封面及其制造方法；该反应堆压力容器法兰密封面，包括：在密封面的V型密封槽处设置有奥氏体不锈钢堆焊层；奥氏体不锈钢堆焊层上开设有V型密封槽，提高了V型密封槽的硬度和耐磨性，有效地提高了V型密封槽的使用寿期，确保反应堆压力容器在全运行寿期内不会因为V型密封槽变形而产生泄漏，也无需在全寿期内对V型密封槽进行补焊修复。

Description

一种反应堆压力容器法兰密封面及其制造方法
技术领域
本申请属于核电站设备制造和维修技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器法兰密封面及其制造方法。
背景技术
如图1所示，某压水堆核电机组反应堆压力容器在其法兰上开有两圏V型密封槽，在V型密封槽中放置直径5mm的镍垫圈，通过压力容器密封主螺栓紧固法兰，压紧V型密封槽中的镍垫圈，镍垫圈变形形成密封比压实现密封，保证一回路冷却剂不泄漏。
核电站大修时，需要将反应堆压力容器顶盖打开，更换核燃料以及进行相应的在役检查。反应堆压力容器顶盖回装时需要更换新的镍垫圈。镍垫圈的硬度为HRC27左右，V型密封槽所在的法兰奥氏体钢СВ-04Х20Н10Г2Б堆焊层硬度换算仅达HRC25左右，镍丝硬度大于V型密封槽材料硬度，在经过十年左右的换料大修后，反应堆压力容器上的V型密封槽由于长期的服役以及长期挤压易产生变形，导致密封结构尺寸改变，密封效果降低，通常的处理方法需重新补焊并恢复原结构设计尺寸。由于V型密封槽周长较长，同时工作环境存在较强的辐射，因此采取补焊措施将耗费较长的工期，影响大修关键路径；补焊后的V型密封槽结构在长时间服役后依旧存在挤压产生变形的问题；补焊后需要在线进行机加工，尺寸精度较难控制，将影响密封效果；同时由于在强辐射环境施工，工作人员受到较大的辐射。
发明内容
本申请的目的是提供一种反应堆压力容器法兰密封面及其制造方法，解决现有技术中反应堆压力容器上的V型密封槽由于长期的服役以及长期挤压易产生变形，导致密封结构尺寸改变，密封效果降低的问题。
实现本申请目的的技术方案：
本申请实施例提供的一种反应堆压力容器法兰密封面，包括：
在密封面的V型密封槽处设置有奥氏体不锈钢堆焊层；奥氏体不锈钢堆焊层上开设有V型密封槽。
可选的，奥氏体不锈钢堆焊层的宽度大于V型密封槽的宽度，且奥氏体不锈钢堆焊层的深度大于V型密封槽的深度。
可选的，奥氏体不锈钢堆焊层的材质为高硅奥氏体不锈钢。
可选的，奥氏体不锈钢堆焊层利用材质为СВ-04Х20Н10Г2Б牌号的焊材堆焊形成。
本申请实施例还提供了一种反应堆压力容器法兰密封面制造方法，用于制造上述实施例提供的任一种反应堆压力容器法兰密封面；所述方法，包括：
在预先得到的反应堆压力容器法兰密封面的V型密封槽位置上加工出环形槽；所述环形槽的深度和宽度均大于所述V型密封槽；
用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊；
在堆焊后的所述V型密封槽位置加工V型密封槽。
可选的，所述用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊，之前还包括：
对所述奥氏体不锈钢焊材的熔敷金属做抗晶间腐蚀、铁素体含量、抗热裂纹敏感性、硬度、化学成分实验，当实验数据符合相应标准要求后执行所述用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊。
可选的，所述用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊，之后还包括：
堆焊完成，进行热回复并缓冷，最终与压力容器环焊缝一起进行回火热处理。
可选的，所述在堆焊后的所述V型密封槽位置加工V型密封槽，之后还包括：
对所述V型密封槽和堆焊区域进行渗透检测，发现超标表面缺陷可采用手工氩弧焊进行局部补焊，直至消除缺陷。
可选的，所述奥氏体不锈钢焊材的材质为高硅奥氏体不锈钢。
可选的，所述奥氏体不锈钢焊材为СВ-04Х20Н10Г2Б牌号的焊材。
本申请的有益技术效果在于：
本申请实施例提供的一种反应堆压力容器法兰密封面及其制造方法，在反应堆压力容器法兰采用奥氏体钢焊带堆焊的密封面上机加工出深度为10mm、宽度为40mm的槽，在槽中采用高硅奥氏体不锈钢焊带(或焊丝、焊条)进行堆焊，根据是否需要进行热处理选用奥氏体不锈钢焊材牌号，保证V型密封槽处金属硬度大于镍丝硬度。镍丝的硬度为HRC27左右，奥氏体钢堆焊层硬度换算仅达HRC25左右，使用奥氏体不锈钢堆焊后，V型密封槽处金属硬度至少能达到HRC29-35，提高了V型密封槽的硬度和耐磨性，有效地提高了V型密封槽的使用寿期，确保反应堆压力容器在全运行寿期内不会因为V型密封槽变形而产生泄漏，也无需在全寿期内对V型密封槽进行补焊修复。
附图说明
图1为现有的一种反应堆压力容器法兰密封面的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种反应堆压力容器法兰密封面的结构示意图。
图中：
1-压力容器法兰；2-密封面；4-V型密封槽；5-高硅奥氏体不锈钢堆焊层。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚-完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本申请实施例中的一部分，而不是全部。基于本申请记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本申请保护的范围内。
在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
为了提高反应堆压力容器在其法兰V型密封槽密封面的硬度和耐磨性，从而在寿期内减少V型密封槽的尺寸变化，保证反应堆压力容器在寿期内无需对密封面V型密封槽进行补焊和机加工。本申请发明人在研究中发现镍丝的硬度为HRC27左右，СВ-04Х20Н10Г2Б奥氏体钢堆焊层硬度换算仅达HRC25左右，使用高硅含量奥氏体不锈钢堆焊后，V型密封槽处金属硬度至少能达到HRC29-35，提高了V型密封槽的硬度和耐磨性，有效地提高了V型密封槽的使用寿期，确保反应堆压力容器在全运行寿期内不会因为V型密封槽变形而产生泄漏，也无需在全寿期内对V型密封槽进行补焊修复。
基于上述内容，为了清楚、详细的说明本申请的上述优点，下面将结合附图对本申请的具体实施方式进行说明。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种反应堆压力容器法兰密封面的结构示意图。
本申请实施例提供的一种反应堆压力容器法兰密封面，在密封面2的V型密封槽处设置有奥氏体不锈钢堆焊层5；奥氏体不锈钢堆焊层5上开设有V型密封槽4。
在一个例子中，奥氏体不锈钢堆焊层5的宽度大于V型密封槽4的宽度，且奥氏体不锈钢堆焊层5的深度大于V型密封槽4的深度。
在本申请实施例一些可能的实现方式中，奥氏体不锈钢堆焊层5的材质为高硅奥氏体不锈钢。例如，奥氏体不锈钢堆焊层5利用材质为СВ-04Х20Н10Г2Б牌号的焊材堆焊形成。
基于上述实施例提供的一种反应堆压力容器法兰密封面，本申请实施例还提供了一种反应堆压力容器法兰密封面制造方法，用于制造上述实施例提供的任一种反应堆压力容器法兰密封面。
本申请实施例提供的一种反应堆压力容器法兰密封面制造方法，包括：
在预先得到的反应堆压力容器法兰密封面的V型密封槽位置上加工出环形槽；环形槽的深度和宽度均大于V型密封槽；
用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊；
在堆焊后的V型密封槽位置加工V型密封槽。
在一个例子中，用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊，之前还包括：
对奥氏体不锈钢焊材的熔敷金属做抗晶间腐蚀、铁素体含量、抗热裂纹敏感性、硬度、化学成分实验，当实验数据符合相应标准要求后执行用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊。
在另一例子中，用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊，之后还包括：
堆焊完成，进行热回复并缓冷，最终与压力容器环焊缝一起进行回火热处理。
作为一个示例，在堆焊后的V型密封槽位置加工V型密封槽，之后还包括：
对V型密封槽和堆焊区域进行渗透检测，发现超标表面缺陷可采用手工氩弧焊进行局部补焊，直至消除缺陷。
在具体实施时，奥氏体不锈钢焊材的材质可以为高硅奥氏体不锈钢。例如奥氏体不锈钢焊材为СВ-04Х20Н10Г2Б牌号的焊材。
上面结合附图和实施例对本申请作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。本申请中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种反应堆压力容器法兰密封面，其特征在于，包括：
在密封面(2)的V型密封槽处设置有奥氏体不锈钢堆焊层(5)；奥氏体不锈钢堆焊层(5)上开设有V型密封槽(4)。
2.根据权利要求1所述的反应堆压力容器法兰密封面，其特征在于，奥氏体不锈钢堆焊层(5)的宽度大于V型密封槽(4)的宽度，且奥氏体不锈钢堆焊层(5)的深度大于V型密封槽(4)的深度。
3.根据权利要求1或2所述的反应堆压力容器法兰密封面，其特征在于，奥氏体不锈钢堆焊层(5)的材质为高硅奥氏体不锈钢。
4.根据权利要求3所述的反应堆压力容器法兰密封面，其特征在于，奥氏体不锈钢堆焊层(5)利用材质为СВ-04Х20Н10Г2Б牌号的焊材堆焊形成。
5.一种反应堆压力容器法兰密封面制造方法，其特征在于，用于制造权利要求1-4任一项所述的反应堆压力容器法兰密封面；所述方法，包括：
在预先得到的反应堆压力容器法兰密封面的V型密封槽位置上加工出环形槽；所述环形槽的深度和宽度均大于所述V型密封槽；
用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊；
在堆焊后的所述V型密封槽位置加工V型密封槽。
6.根据权利要求5所述的反应堆压力容器法兰密封面制造方法，其特征在于，所述用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊，之前还包括：
对所述奥氏体不锈钢焊材的熔敷金属做抗晶间腐蚀、铁素体含量、抗热裂纹敏感性、硬度、化学成分实验，当实验数据符合相应标准要求后执行所述用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊。
7.根据权利要求5所述的反应堆压力容器法兰密封面制造方法，其特征在于，所述用奥氏体不锈钢焊材在环形槽中进行堆焊，之后还包括：
堆焊完成，进行热回复并缓冷，最终与压力容器环焊缝一起进行回火热处理。
8.根据权利要求5所述的反应堆压力容器法兰密封面制造方法，其特征在于，所述在堆焊后的所述V型密封槽位置加工V型密封槽，之后还包括：
对所述V型密封槽和堆焊区域进行渗透检测，发现超标表面缺陷可采用手工氩弧焊进行局部补焊，直至消除缺陷。
9.根据权利要求1-8任一项所述的反应堆压力容器法兰密封面制造方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢焊材的材质为高硅奥氏体不锈钢。
10.根据权利要求9所述的反应堆压力容器法兰密封面制造方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢焊材为СВ-04Х20Н10Г2Б牌号的焊材。
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