方成平，程晓文

(中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300)

1 设备缺陷描述

在国内某核电厂换料大修期间，维修人员执行停堆冷却系统部分核2级DN200口径节流阀解体检查工作时，观察到其中2台阀门阀座密封面存在裂纹缺陷，如图1所示。遂进行100%溶剂去除型液体渗透检查(下称“PT检查”)，其中一台阀座密封面(下称“阀门1”)有2处线性显示，主裂纹长约7 mm、宽0.5 mm，另一台阀门阀座密封面(下称“阀门2”)有3处线性显示，主裂纹长约9 mm、宽0.5 mm，而阀座密封面宽度仅为6 mm，意味着两台阀门的主裂纹均贯穿了整个阀座密封面。

图1 阀座裂纹Fig.1 The crack of valve seat

2 阀座裂纹缺陷原因

2.1 裂纹外观形貌分析

根据PT检查结果显示，主裂纹附近可观察到多条细小微裂纹，主裂纹深度达到3 mm左右，贯穿整个堆焊层，主裂纹一直延伸至基体。由此可见，裂纹大概率自堆焊层表面产生，由外向内，不断延伸至阀座基体，最终形成一条主裂纹、多条分枝裂纹的宏观外貌表现。

2.2 阀门关闭时阀芯对阀座的冲击力分析

由于锥面密封轴向力相同时比平面密封的比压要大，因此，包括节流阀在内的重要阀门广泛采用锥面密封。

但是，当阀座直径较大且阀杆轴向作用力大时，阀芯等效于楔子的作用力很可能导致阀座产生变形，严重情况下就会导致阀座裂纹的产生，对阀座密封面力学载荷进行分析，如图2所示。

图2 锥面密封及作用力Fig.2 Taper sealing and acting force

根据阀门在线诊断结果，获得阀门最终插入力即阀杆最大轴向力Fmax，阀门1阀杆最大轴向力为F1=175 785 N，代入公式，得到N1=115 677 N。……