核电站爆破阀阀体的铸造工艺

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1、核电站爆破阀阀体的铸造工艺吴欣欣，吴洪勇，杨光印(中核苏阀横店机械有限公司，浙江东阳322118)摘要：为研究爆破阀铸件的铸造工艺，分析了阀体的铸造技术难点，设计了冒口和冷铁及浇注系统，并结合数值模拟优化了工艺方案，确定了型砂工艺、熔炼浇注工艺、热处理和焊补处理等控制措施。实际生产结果表明，爆破阀阀体的化学成分、力学性能和无损检验结果，以及铸件的外观尺寸均达到技术指标要求，充分说明了所设计的铸造工艺是合理有效的。关键词：爆破阀阀体；铸造工艺；数值模拟中图分类号：TG269文献标识码：B文章编号：1673—3320(2

2、013)06—0023-03CastingProcessofExplosionValveBodyforNuclearPowerStationWuXinxin，WuHongyong，YangGuangyin(HevalHengdianMachineryCo．，Ltd．CNNC，Dongyang322118，ZhNiang，China)Abstract：Toresearchthecastingprocessofexplosionvalve，thecastingtechnologicaldificultiesforvalv

3、ewereanalyzed．Theriser,densenerandgatingsystemweredesigned，andtheprocessprogramwasoptimizedwithnumericalsimulation．Thecontrolmeasures，suchasmoldingsandprocess，meltingandpouringprocess，heattreatmentandrepairwelding，weredetermined．Thepracticalproductionshowsthatt

4、hechemicalcomposition，mechanicalproperty,nondestructivetestingresultsandextemaldimensionofexplosionvalvebodyallreachtothetechnicalrequirements，whichfullyillustratesthedesignedcastingprocessisreasonableandeffective．Keywords：explosionvalvebody；castingprocess；nume

5、ricalsimulation爆破阀是AP1000核电站的关键和特殊设备，阀的国产化进程具有重要意义。主要用于核电站第四级自动卸压系统、低压安注1技术难点分析系统以及安全壳再循环系统中。其主要工作原理是，在严重事故工况下通过开启阀门信号触发爆1．1铸件结构破单元产生的高压气体，推动阀门中的活塞运动阀体结构如图1所示。整体壁厚较厚且不均切断阀门通径的盲管，冷却水即可进入堆芯进行匀，由120mmN260mm不等，产品铸造相对困冷却。爆破阀能够有效缓解和预防严重事故，减难；阀体两通道相贯处存在约200mm整圈热少核电机组安

6、全设备数量，改善机组安全性和经节，不利于实现顺序凝固，易产生缩松缺陷。该济性，是AP1000核电机组的技术亮点之一⋯1。目产品为首次接触，铸造性能尚不明确，铸件收缩前我国已从美国引进了爆破阀技术，并在引进技率不易控制；铸件冒口、浇注系统设计有一定难术的基础上消化吸收再创新，实现AP1000爆破度。阀的设计、制造、检测、实验、运行维护的自主1．2造型化。为此，掌握该产品的铸造工艺，对推动爆破铸件的质量重、壁厚厚。砂芯长时间接触钢收稿日期：201306—20作者简介：吴欣欣(1986一)，男，助理工程师，主要从事铸造工艺

7、与材料的研究z。。年第s期I232．2浇注系统范，由取得核级产品焊接资质的人员施焊。采用的阶梯式浇注系统具有充型平稳，对3铸件检验结果型、芯冲击小，高温金属液在型腔上部，有利于补缩和排气。爆破阀阀体的化学成分检验结果见表1，与铸2．3型砂工艺件同炉热处理试块的力学性能见表2。铸件的外观面砂采用酯硬化碱酚醛树脂铬铁矿砂，厚度尺寸满足图纸要求。按ASTM标准对铸件全表面约50mm，可保证砂型的强度，并具有一定的激进行PT检验和100％RT检验，结果合格。由此，冷效果；背砂采用酯硬化碱酚醛树脂石英砂；型充分验证了铸造工艺的

8、合理有效。腔与砂芯表面刷锆英粉涂料。砂芯上下表面各放表1爆破阀化学成分W。／％置4个30mm的出气孔，引至砂型顶部与底部；CSiMnPSCrNiMo0．0280．980．920．0180．008617-399．162．44合箱时把砂型架空在专门铺设的轨道上，给下箱创造更流畅的出气通道。合箱后用热风机从浇道对型腔进行烘烤，温度在150℃左右，直至