宋世杰 金亮 叶序彬 黄腾飞 匡艳军

摘要：采用一种免焊后热处理的回火焊道焊接工艺在碳钢试板上进行反应堆压力容器用低合金钢焊丝堆焊工艺试验，获取低合金钢焊丝焊态熔敷金属。根据ASTM E466和ASTM E606标准对焊态熔敷金属进行室温下低周和高周疲劳性能试验，并使用Coffin-Mansion方程与三参数方程拟合焊态熔敷金属低周疲劳和高周疲劳寿命曲线。同时，根据核电设备设计规范RCC-M中推荐的修正系数对试验获得的疲劳曲线进行修正，获得修正后的S-N曲线，并与RCC-M规范中低合金钢疲劳设计曲线进行对比。试验结果表明：基于RCC-M修正后的焊态熔敷金属低周疲劳S-N曲线与RCC-M中的低合金钢低周疲劳设计曲线基本重合;基于RCC-M修正后的焊态熔敷金属高周疲劳S-N曲线位于RCC-M中的低合金钢高周疲劳设计曲线之上。

关键词：反应堆压力容器;焊态;熔敷金属;S-N曲线;疲劳设计曲线

中图分类号：TG406      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）03-0051-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.03.09

0    前言

反应堆压力容器（RPV）是核电站重要部件之一，长期处于高温、高压工作状态。在服役期间，随着时间的增加会出现需要焊接返修的缺陷。通常，RPV用低合金钢在焊接返修过程中因焊接热循环作用会产生修复部位残余应力增加、热影响区韧性下降等问题，传统焊接修复后需采用热处理工艺来改善修复区域的性能。然而，核电厂大型设备在制造、役前及在役期间，基于一些客观条件（如：核电设备的大尺寸、结构复杂性，焊后热处理会带来不可预知的变形风险;现场热处理条件不具备以及时间成本等问题）无法实施焊后热处理。……