JP2637296B2 - 軽水原子炉用弁 - Google Patents
軽水原子炉用弁Info
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Description
弁座材を有する軽水原子炉用弁に係り、特に耐摩耗性及
び耐エロージョン性に優れた軽水原子炉用弁に関する。
耐摩耗性及び耐エロージョン性を付与するためにCo基
合金が肉盛溶接されている。しかし、Co基合金は、軽
水炉の高温高圧水に接していると、その腐蝕作用によっ
て金属表面からのCoが炉水中に溶出する。又、高速流
体によるエロージョンによって金属表面から侵食された
Coが炉水中に持込まれる。これらのCoは炉心中に入
り60Coとなり、配管、タービンその他の機器に循環付
着し、このため、軽水炉プラント全体の放射能が増え、
定検作業の被曝量が増大する欠点がある。
材としては、従来よりFe基合金やNi基合金が使用さ
れているが、耐摩耗性が不十分であった。例えば特開昭
62−1837号に記載のようにCr−Ni−Fe系の
鉄基合金と、Cr−Nb−Mo−Ni系のNi基合金の
組合せとしたものでは、肉盛溶接後の析出硬化熱処理が
非常にむつかしかった。また例えば特開昭62−130
792号に示すようにNi基合金同志の組合せとしたも
のでは、同一硬度の為、耐摺動摩耗性が弱いという問題
があった。
鑑み、本発明の目的は、肉盛溶接材にCoを含まない合
金を使用し、しかも、前記コバルトフリー材を用いてい
る従来技術の欠点を持たず、耐エロージョン性及び耐摩
耗性に優れた弁箱弁座部表面肉盛材および弁体弁座部表
面肉盛材を有する軽水原子炉用弁を提供することであ
る。
め、本発明者らは、Coを用いることなく、Co基合金
と同等の耐エロージョン及び耐摩耗性を有する材料を得
るための研究開発を進めてきた結果、本発明に至った。
本発明は、軽水原子炉用弁の弁箱弁座部の表面肉盛材と
弁体弁座部の表面肉盛材とを、いずれも、Coを含まな
いNi基合金であって且つ互にその化学組成および硬度
が異なるものとしたことを特徴とする。これが、耐摩耗
性の向上及び該材料の良好な耐エロージョン性をもたら
すことを本発明者らは実験で確認することができ、Co
基合金と同等の耐摩耗性および耐エロージョン性が得ら
れることが判明した。
弁座の表面肉盛材をいずれも、Cr−Si−Fe−W系
のNi基合金とし、且つロックウェル硬度HRCを一方が
40〜55とし、他方が50〜60とする。
々用いたCr−Si−Fe−W系のNi基合金は、一方
は、Cr10〜15%,Si3〜7%,Fe10%以
下,W2〜4%,B1%以下、C1%以下とし、他方
は、Cr15〜20%,Si5〜10%,Fe15%以
下、W1〜3%,Sn 0. 5〜1%,B1%以下,C
1%以下とする。
要である。但し、多量の含有はフェライトの生成を促す
ため最大でも20%とする。
要であるが、多量に加えると靭性が低下し溶接施工性が
劣化するので、一方は3〜7%、他方は5〜10%とす
る。
ので、高硬度の方の合金に含有させる。しかし、多量に
加えると靭性が低下し溶接施工性が劣化するので0. 5
〜1%とする。
が、多いと溶接施工性を劣化させるので1%以下に制限
して溶接時および溶接後の熱処理時に割れないようにす
る。
る効果を有するが、耐摩耗性の維持のためにはSiで硬
度を高めるのが望ましいので、不純物として含有量を制
限する。
必要であるが、Feの多量の含有は硬度を低下させ、ま
た、Wは靭性を低下させることから、Feは、一方は1
0%以下、他方は15%以下とし、Wは、一方は2〜4
%,他方は1〜3%とする。
相違したNi基合金を弁体弁座、弁箱弁座、更にはガイ
ド部にプラズマ粉体溶接、粉末溶射、溶接棒によるティ
グ又はガス溶接することで本発明の効果が得られる。
又、更に摩耗性を向上するために上記肉盛表面にセラミ
ックコーティングすることもできる。
金として幾つかの供試材合金について実験した。表1に
供試材合金の化学組成を示す。
真空溶解炉を用いて溶解後ガスアトマイズ法により供試
材合金の粉末を製造した。粉末の粒径は+70〜+21
0メッシュのものである。その粉末を用いてプラズマ粉
体肉盛溶接法でS25C(炭素鋼の一種)板材の上に2
層肉盛溶接を行ったものから摩耗試験片を採取し、それ
らのうち2つを組合せて摺動摩耗試験を行なった。摩耗
試験条件としては、面圧を2kg/mm2 および5. 5
kg/mm2 の2通りとし、摺動速度300mm/mi
nにて、摺動回数100回を室温中、300℃飽和水
中、及び300℃飽和蒸気中で実施し、試験終了後の摺
動面の荒れ状態を表面粗さで表す調査をした。表2に表
面粗さの測定結果を示す。
0℃飽和蒸気中で表面粗さ1. 0μRa以下のものは、
−の組合せであることが確認された。1. 0μRa
の表面粗さは、弁座材として使用した場合、従来のコバ
ルト基合金の弁座材と同様のメインテナンスにて対応可
能な範囲のものである。
合金、によって試験片を製作し、エロージョンおよ
び熱衝撃試験を実施した。エロージョン試験方法として
は、差圧240kg/cm2 の室温水を流量10L/m
in(流速217m/s)で40時間、試験片の表面に
擦過させ、そのときのエロージョンによる試験片の重量
減と最大侵食深さを求めた。また、熱衝撃試験方法とし
ては、外径550mm、厚さ100mmの鋼板の表面に
外径550mm、内径450mm、厚さ3. 5mmに合
金をプラズマ粉体肉盛してなる試験体を電気炉で300
℃に加熱した状態から室温水中に投入し、急冷する方法
をとった。結果を表3に示す。
ョン量は実機の玉型弁の使用条件下で実用上十分な耐エ
ロージョン性があると判断できる。また、熱衝撃試験で
も合金,は8回の熱衝撃繰返しで異常がなかった。
他方を弁体弁座に用いて、図1に示す呼び径100m
m,150mm,250mmの仕切弁を製作し、開閉作
動試験及び気密性の試験を実施した。その結果を表4に
示す。
した摺動試験によっても、摺動性が良好であることがわ
かった。
子炉の直接原子炉に流入する配管に設置して使用する
ことにより、周辺機器の放射線量率を従来の約 1/2
以下におさえる事ができ(Coが炉水中に入らないこと
に基づく)、定期検査時の被曝を低減し作業時間を大巾
に確保でき、より安全な原子力プラントの実現に寄与す
ることが可能になる。
面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 弁箱弁座部の表面肉盛材と弁体弁座部の
表面肉盛材として、夫々、Ni−Cr−Si−Fe−W
系のNi基合金であって互に化学組成および硬度の異な
る材料を用いたことを特徴とする耐摩耗性および耐エロ
ージョン性のコバルトフリー肉盛弁座材を有する軽水原
子炉用弁。 - 【請求項2】 弁箱弁座部および弁体弁座部のうち1方
の表面肉盛材をなすNi基合金はCr10〜15%,S
i3〜7%,Fe10%以下,W2〜4%及び残部Ni
の化学組成からなり且つロックウェル硬度HRCが40〜
55であり、他方の表面肉盛材をなすNi基合金はCr
15〜20%,Si5〜10%,Fe15%以下、W1
〜3%,Sn 0. 5〜1. 0%及び残部Niの化学組成
からなり且つロックウェル硬度HRCが50〜60である
ことを特徴とする請求項1記載の軽水原子炉用弁。 - 【請求項3】 Cr10〜15%,Si3〜7%,Fe
10%以下,W2〜4%及び残部Niとした組成のNi
基合金を弁体ガイド部に設けたことを特徴とする請求項
2記載の軽水原子炉用弁。 - 【請求項4】 前記ニッケル基合金の表面にセラミック
スコーティングを施して弁座部の耐摩耗性を更に向上さ
せたことを特徴とする請求項1,2又は3記載の軽水原
子炉用弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3608891A JP2637296B2 (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 軽水原子炉用弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3608891A JP2637296B2 (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 軽水原子炉用弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04276038A JPH04276038A (ja) | 1992-10-01 |
JP2637296B2 true JP2637296B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=12460001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3608891A Expired - Lifetime JP2637296B2 (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 軽水原子炉用弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2637296B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112975084A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-18 | 苏州热工研究院有限公司 | 用于核电阀门密封面强化的无钴镍基合金等离子堆焊的焊接方法 |
-
1991
- 1991-03-01 JP JP3608891A patent/JP2637296B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04276038A (ja) | 1992-10-01 |
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