赵 亮，涂善东，刘 刚，刘福广，李 勇，杨二娟

（1.华东理工大学 承压系统与安全教育部重点实验室，上海 200237；2.西安热工研究院有限公司，西安 710054）

0 引言

蒸汽发生器是核电厂主要的承压设备，某核电厂蒸汽发生器手孔152镍基合金堆焊层发生开裂，开裂的手孔位于蒸汽发生器二次侧管板上方，手孔密封结构为焊接隔膜式，孔径100 mm，蒸汽发生器壳体材料为ASME SA508，手孔处壳体厚度100 mm，在蒸汽发生器壳体外壁堆焊了厚度10 mm的152镍基合金堆焊层作为手孔密封面，以便在定期检修打开手孔后重复焊接密封，152堆焊焊接方法为手工电弧焊（Shielded Metal Arc Welding，SMAW）。密封隔膜与密封面之间采用52镍基焊丝，通过手工钨极氩弧焊（Gas Tungsten Arc Welding，GTAW）进行封焊。手孔密封焊接结构如图1所示。堆焊层上的开裂主要位于封焊焊道热影响区内部，呈网状分布，如图2所示。

图1 手孔密封焊接结构示意

图2 裂纹形貌

152镍基合金焊材具有良好的抗氧化性和高温力学性能，目前已广泛应用于核电设备的制造与安装［1］。镍基合金焊材主要的焊接性问题为热裂纹［2-3］和高温失塑裂纹（Ductility Dip Cracking，DDC），热裂纹的形成与热输入、高值热应变（0～20%）、晶界P，S含量高等因素［4-8］有关。DDC形成机制主要有晶界滑移［9-10］、应力集中和碳化物诱导［11］、晶界弱化［12］等。影响DDC的因素主要包括成分及第二相析出物、应变速率、晶界取向与再结晶、晶粒尺度等，其中，碳化物的大小形态对DDC的产生影响较大［13］。

为明确手孔密封面开裂机理，本文预制手孔模拟件复现缺陷并分析开裂处的微观特征，采用横向可调拘束试验，分析152熔敷金属的开裂倾向，并利用有限元方法分析手孔堆焊层的塑性应变分布。……