JPS62283264A - バルブコツクの密閉表面 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 本発明はバルブコックに用いる密閉表面に関し、更に詳
しくは苛酷μ温度・圧力条件のもとで、特に原子核発電
所の水冷回路において、操作するためのコックに用いら
八る密閉表面に関する。本発明はまた該密閉表面を備え
たバルブコックをも包含する。

特に原子核発電所の分野においては、安全性と信頼性が
常に最大の関心事であり、装置と操作方法を改善する・
ため絶えざる努力が払われている。

前記原子核発電所の種々な回路において特に水冷回路薔
こ２いては何千個ものコックが用いらちでいる。そして
このことは発電所の安全な言頼し得る操作においてコッ
クが一つの重要な部分であることの理由である。さて、
フック捧と本体との間の密閉性は現在においては調定で
あるが座とバルブとの接合部の完全な信頼性を得ること
には種々の困難がある。

設計の法則はこれら密閉表面が硬い沈積層で被層される
べきであることを明記している。現在使用されているフ
ッタは大部分が硬いニッケルまたはコバルトを基本とす
る被覆を用いているが後者は原子核用途に広く用いられ
ている。

コバルトを基本とする再被覆会合は正確に挙動するが、
安全性と信頼性を増すことが望まれるｆよらば除去され
ることが必要なある種の欠点がある：即ち ｉｌｌ再被覆のための基本材料の物理的特性３よび被覆
の方法如何にかρ）わらず不均一な表面硬度を与えるこ
と。即ち測定された硬度に′りいては約５０９６の分散
が得られる。このため展性が大きすぎるかまたは硬度が
大きすぎる沈積層が生ずる。

（２にの種の被覆は床接触しているバルブが高い荷重を
受けたとき非常にひび割ｎを起こしやすい。この現象は
原子核発電所においてしばしば用いられるオーステナイ
ト鋼のように支持材料が比較的柔かいときに一層顕著で
ある。

即ち沈積層のひび割れは許容限界よりも著しく高いｍ洩
を起こす。

（３）コバルトを基本とする合金は腐蝕率が低く使用量
が少ないにも拘わらず、水冷された反応器中で見出され
る崩壊生成物中の長寿命放射性同位元素の全細目中のＣ
ｏ６０の割含の大きな部分を形成していること。

従って本発明は、密閉表面の製造ならび（こそれを備え
たコックの製造に要する材料のみならずエネルギーをも
著しく節約下る結果をもたらす、信頼性の高いｇ易に製
造し得る密閉表面を供給することにより、上記欠点を克
服することを目的とする。

本発明疹こよれば、フックの座（シート）とバ／Ｌ／　
７’は、実質的にコバルトを含まない、ニッケルを基本
とする合金よりｔ；るむくの１機械加工された部片とし
て作らｎでおり、それら部片はそれぞれコックの本体と
俸に取りつけられ、座は少な（ともバルブの強度に等し
い硬度を持っている。

座・バルブ集金体のそのような構造物は、コバルトによ
る欠点を除去下る一層、それらの最終の寸法、形状と表
面状態を有す６部片の機械加工で直接作ることを可能に
Ｔる。硬度は別々の熱処理で得られるから１部片の機械
加工後とそちらが適正位置に値かｎる前に、取り付は後
の補足的機械加工操作や大きな部片への追１熱補給は再
被覆の場合のように必要ではない。

本発明のその他の特徴と利点は付図を参照してなされる
次の記述から一層よく理解されるであろう。

付図において第１図は座とバルブを含むコックの部分的
図式的切ｔｆｒ図を示し、＠２図は第１図について図式
的部分拡大図を示し１本発明による座・バルブ集金体の
取り付けを示すものである。

これらの図において同一の参照番号は同一要素を示す。

使用可能な合金については以下に説明のため再被覆法に
おいて用いられろコバルトを基本とする合金およびニッ
ケルを基本とする合金の組成を示すと共に１本発明によ
るニッケルを基本とする合金の重要な組成と興味ある性
質を示す。

こｎらの粗相は重ｉｔ％で記載した。

１、再被覆用合金 クロム　　　　　　　　　　２９　　　　　　１６炭素
　　　　　１．４　　　０．７ 珪素　　　　　１．４　　　　４．２ モリブデン　　　　　　　　ン１　　　　　　　−鉄　
　　　　　　　　　　　　ン３４ ニングル　　　　　　　　　、１３　　　　　　　ｑ、
日、ｐ、ＩＬ）０コバルト　　　　　　　　ｑ、ｓ、ｐ
、１００　　　　　　　−タングステン　　　　　　　
８　　　　　　　−ロックフェル硬度Ｃ４１５４ ＣＨＲＣ） ２、むくの部片のための合金 ニッケル　　　　　　　　　　　　５０〜５５クロム　
　　　　　　　　　　　１７〜２１コロンビクム　　　
　　　　　　４．７５〜５．５０モリブデン　　　　　
　　　　　２．８０〜３．３０チタン　　　　　　　　
　　　　０．６５〜１．１５アルミニクム　　　　　　
　　　　０．２０〜０．８０コバルト　　　　　　　　
　　　　　＜１．０炭　　素　　　　　　　　　　　　
　　　な０．０８ａソタク工ル硬度ＣＣＨＲＣノ　　　
２０〜４０″線膨張係数（１０７Ｃ）　　　　　　　　
１３．９ヤング率Ｅ　（１０３ＭＰａ）　　　　　　　
　２１０（殉時効化時間の関数として 上記の台金２は例えば工ｎｃｏｎｅｌ特にＩｎ。０ｕ０
１７１８として市販品のうちから選ばれてもよい。

そのような合金は特に次のような性質を持っている： （１１コバルトを含まない材料（１９６以Ｆ）であるこ
と、 （２］熱処理条件により２０〜４０　ＨＲＣの硬度が得
られること。

（３）コバルトを基本とする被覆と同等またはそれより
も大きい腐蝕抵抗を有すること、 （４）高温に対する抵抗：４５０℃に８ける弾性限界の
変化が２．７％にすぎないこと。

熱挙動については、バルブ、座および本体で近似の膨張
係数が得ら几た： ニッケルを基本とする合金：１４×１０／”Ｃステンレ
ス鋼（本体）　　　　：１６Ｘ１０／’Ｃ上記の値では
５０闘の通路直径を有するコックについては膨張の差は
１００℃の温度上昇につき０．０１１　ｊａｉＫに丁ぎ
トい。

第１図と第２図を参照すると、コックの本体１は公知の
ように導入路２と排出路３とを含有し、それらは座４を
介して隔離さｎ、４の上ｌこは適当な制御棒６の末端に
配置さｎたバルブ５が載っており、制御棒自体はたとえ
ば金属製ぺｏ　−（ｆｊｌに示されていない〕によって
コックの本体の残りの部分に対して密閉されている。

本発明Ｃζよれば、座４は本体１のハウジングの中にぴ
ったりと取り付けられ、そして適当な方法を用い、好ま
しくは不活性雰囲気の中でタングステン電極を用い埋め
金（フィラー・メタル）なし嘉こビード８（こ沿った溶
接で固定ざ几ている。バルブ５はビード９により俸６の
末端でハウジング１０の中に同様に取り寸けられている
。一方では座とバルブ、他方では座と本体との間の膨張
係数の差が小さいため、溶接ビードは過度の応力を受け
ない、そしてひび割れやその他の披害なく、使用中４５
０℃の温度ならびに熱衝＠＋こ耐えることができ７：１
つ上に述べたように、座４はバルブ５と少な（とも同等
の硬度を持っている。４５０°Ｃの最高温度と２５９パ
ールの公称流体ＥＥを含む使用条件下では座金の硬度は
４０　ＨＲＣ、バルブの硬度は３０　ＩＩＣ（好ましく
は±２　Ｉ（ＲＣの許容範囲を含めてノであることが有
利である。上番こ記載の硬度の差は最適の接触を与える
。そしてバルブの方が塵延性が大きいが、このことは座
の幾可学的形態にバルブが一層よく適含することを可能
にする。

上記の硬度を得るためｌこは、機械加工さ几た部片ｆζ
適当な熱処理が行なわれる。たとえば合金工ｎｃｏｎｅ
ｌ　７１８では、この処理は８００〜１０００°Ｃの間
で真空下で数時間行なわれる°“溶液形成パの共通段階
とそｎに続く炉内徐冷工程を含む。

第二段階は心部時効硬化であって座に対し４０ＨＲＣを
得ろため２０時間、バルブに対し３０　ＨＲＣを得るた
め２時間、７１Ｂ’Ｃで真空下で行なわれる。

取り付は前の試験は次の基準番こよる円錐状の当り面の
円形度１表面状態および角度についての試＃を含む： 円形度：０．０２ａ 表面状態：　Ｒａ　＜　１．６μｍ 角　　　度：±０．２゜ 次いで座の溶接ビードは真空下でヘリクムでの密閉試験
を受ける。

バルブと座を取り付けた後には機械加工は不用である。

部片に加えられる大蝋の熱のため番こ長い一連の操作（
徂い機械加工、沈積、張力除去のための熱処理、ひび割
れ試験のための沈積物の機械加工、最終機械加工、すい
今わせ、最終検査〕が要求される被覆に比べて著しい利
益がこのようにして得られる。

更に、バルブと座は仕上げられた部品に取りつけられる
から当り面の修理はこれらのはめ込まれた部品を単に収
り力）えることによって行なうことができる。

次の実施例は試験サンプルおよび児成したコツクロζつ
いて行なわ／′した結果を記載したものであって本発明
の範囲と利点を一層よく示すであろう。

実施例　１ 一つの検査部片ｌこついて：密閉表面の正確な形態を有
する二組のサンプルを作り、荷重、耐密性および熱衝撃
試験を行なった。

ａＪ接接触力カニ２５９パール使用圧力五で当り面を接
触維持Ｔ６ための最小接触強力ＣＢ’ｃ　）は５５００
　ｄａＮである。

水圧シリンダーを用いて８４００　ｄａＮ　（１，１６
ＸＦａ）および１１００　ｄａＮ　（２Ｘ１ｉ’ｃ）の
荷重をバルブと座に５回加えた。試験後の部品の検査で
は幅約１朋の均−ｆｌ接触帯域があり２表面への被畜の
徴候（ひび割れ、異通などンはなかった。

ｂ）密閉性：密閉表面の水準において６４００ｄａＮの
荷重下で２５９パールの公称使用圧力をバルブのＦｌこ
加えた。１５分間開こわたって水洩れは全（認められな
かった。

ｃＪｆｉＪ撃ニ一つのサンプルに室温から５００℃まで
の熱［ｒ撃Ｆｅ５回連続サイクルで与えそして室温にも
どした（５００℃で１５分、冷水浸漬〕。こちらの熟ブ
イタルの後、サンプルは真正中でヘリクムでの密閉性試
験と拡大視覚検査を受けた。ひび割れを示す徴候は認め
られなかった。

実施例　２ 一つの完全なコック（公称直径５０ｆｌのバルブ〕につ
いて：最終の組み立て後、コックを検査台に取り付け、
密閉性が２５９パールの表面圧力に２いて得らｎるまで
取手車で締め付はトルクが加えられた。要したトルクは
１５ｍｄａＮであった。試験は５回反覆したが均−ｆ；
結来が得られた。試験後の当り面の検査では全く破損は
認められなかった。

もちろん、本発明は説明のためのみに記載され示された
ものであって決して制限的なものでないこと、また本発
明の範囲と精神から出ないで、特に技術的等側傍の分野
＋Ｃおいて、いかｆ（る有用な改変がそれに加えらｎて
もよいことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は座とバルブを含むコックの部分の略ｒｆｒ面図
、第２図は第１図の部分拡大図である。 特許出願人　　　イージー・アンド・ジー・セアロル 、−ｍ−，−−−へ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、苛酷な温度・圧力条件下で作動するよう意図された
   コックの密閉表面、ただし該コックは本体とバルブ制御
   棒を含み、該密閉表面は一つの座に載っている該バルブ
   によって形成され、該座と該バルブはコバルトを実質的
   に含まないニッケルを基本とする合金よりなる機械加工
   されたむくの部片として形成され、該機械加工された部
   片はそれぞれコックの該本体と該棒に固定され、該座は
   少なくともバルブの硬度に等しい硬度を有するものとす
   。 ２、座とバルブは本体と棒の中のハウジングの中に取り
   付けられ、かつ埋め金なしに溶接手段によって固定され
   る、特許請求の範囲第１項に記載の密閉表面。 ３、座とバルブは同一の合金より作られかつそれらのそ
   れぞれの硬度は機械加工後の芯部時効化処理に由来する
   特許請求の範囲第１項に記載の密閉表面。 ４、座の硬度は４０ロックウェルＣであり、バルブのそ
   れは３０ロックウェルＣであり、±２ロックウェルＣの
   許容範囲を有する特許請求の範囲第１項に記載の密閉表
   面。