某核级管道BOSS头含缺陷焊缝处置方案优化研究

核级管道BOSS头焊缝缺陷维修周期较长,可能对核电厂经济效益产生重要影响。本文根据ASME规范Ⅺ卷中提供的方法,研究了某含缺陷BOSS头处置方案的安全性和可行性,确定了最优化的维修策略,在保证核安全的前提下,避免个别处置困难的含缺陷BOSS头影响核电厂发电计划。为后续类似问题的处理提供了计算经验。

核电厂高剂量区BOSS头焊缝返修策略分析

通过对核电厂一回路压力边界核一级奥氏体不锈钢BOSS头焊缝为例,根据在役检查的排查结果,通过底片的缺陷形式和位置,考虑人员剂量率、体表沾污风险及异物风险,制定了4种不同的维修策略。结果表明制定的维修策略可执行度非常高,切实降低现场的人员剂量、体表沾污及异物风险,保证维修人员剂量水平的合理可行最优化,提高了维修质量和维修效率,为核电厂返修此类焊缝提供技术参考。

核电BOSS头Overlay焊缝优化设计及应力模拟

BOSS头由于其三通结构和功能上的特殊性,使其在核电管道领域发挥着重要的作用。考虑到BOSS头的作用重要性以及其裂纹引发事故的危害性,本文针对在役核电BOSS头Overlay修复问题,采用有限元分析法对堆焊前后的BOSS焊缝进行相应的应力模拟,通过堆焊层设计,得到了能有效改善焊缝及附近区域残余应力的堆焊层数及堆焊方式的。计算结果表明,采取从上往下的堆焊方式覆盖2层后,能在接头附近形成明显的压应力区,有效抑制裂纹的扩展。

大型核电水室封头近净锻造新工艺

为满足新的ASME标准对容器设计制造的规定,提出了一种带外凸台大型核电水室封头的近净锻造新技术。以EPR核岛蒸发器水室下封头为典型件进行模拟研究,分析现有封头锻造工艺的不足,拟定圆板坯的反印锻造与拉深两步成形的新工艺,建立了锻造与拉深全工艺过程的有限元模型,得到拉深成形载荷、凸台的位置、凸台的形状以及封头壁厚变化的技术数据。在此基础上进行了1∶5铝合金拉深成形试验,获得了尺寸合格的试验锻件。结果表明,采用新工艺成形的锻件成形质量好,可有效降低切削前的坯料重量的80%,利用现有设备能降低生产成本,具有节能、低碳的良好经济效益。

凸台结构内丝接头的冷镦成形工艺

针对汽车刹车管路中的内丝接头零件,其内部关键部分——凸台结构具有尺寸小、尺寸要求高等特点,采用一种六模六冲的冷镦加工方式进行生产。首先,根据影响凸台成形的关键尺寸因素设计了3因素3水平的正交实验。其次,运用Deform-3D有限元分析软件对正交实验中凸台成形工步的等效应力、等效应变以及模具的受力分布进行分析,计算得到工步2~工步4的变形程度分别为42.7%、66.0%和40.0%。同时,得出多因素对凸台成形的影响程度为预成形凸台深度>法兰高度>预成形法兰上端面至顶面的距离,得到凸台成形饱满、冲头受力最小条件下的最适尺寸组合为预成形凸台深度为9 mm、法兰高度为6 mm、预成形法兰上端面至顶面的距离为11 mm。研究成果为类似凸台件的冷镦成形提供了一定的指导性意见。