核电机组Overlay堆焊修复技术的典型应用分析

随着核电机组运行时间的延长,核电材料性能劣化和部件失效的几率随之增加。Overlay堆焊修复技术作为一种可实现无需去除缺陷金属的在线维修方法,已广泛应用于国内外核电设备及管道的纠正性维修和预防性维修。针对Overlay堆焊修复技术,分析技术原理并进行残余应力有限元模拟验证,研究了Overlay堆焊修复应用于核领域的标准规范要求,提出了基于失效模式及工况条件进行堆焊材料和堆焊方法的选择原则,梳理了Overlay堆焊修复技术在CRDMΩ焊缝和接管安全端异种金属焊缝维修中的应用情况,分析了堆焊结构和堆焊工艺的关键技术要求,研究了残余应力和结构完整性分析的相关结论,提出了后续Overlay堆焊修复技术的研究建议。研究表明,Overlay堆焊修复可实现结构补强和薄弱区域残余应力状态及分布的改善,堆焊后结构可满足长寿期服役安全要求。

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。

核级支管座焊缝结构堆焊修复数值模拟及分析

为优化核级支管座焊缝结构的OVERLAY堆焊修复工艺,基于有限元分析软件Abaqus建立三维有限元模型,结合双椭球热源、生死单元技术,采用热-力顺序耦合计算方式对堆焊修复过程进行数值模拟,研究了结构在堆焊修复过程中温度场、焊接变形及残余应力的分布特性。基于计算结果开展了堆焊影响因素的分析,结果表明在原焊缝结构内侧形成了压应力,从焊缝结构内侧逐渐向外到堆焊层表面,压应力逐渐转变为拉应力,且残余应力随着焊接速度的增大而减小,逆-顺交替的焊接顺序可以有效降低残余应力,为优化堆焊工艺提供了重要的参考。

核电厂BOSS头焊缝缺陷处理及质量改进

分析核电厂部分BOSS头焊缝存在未熔合、夹渣、气孔等超标缺陷问题,确定了BOSS焊缝缺陷产生的原因主要为焊工经验欠缺、焊接过程实施和控制不当等。考虑缺陷情况和现场条件等因素,制定了挖补返修、管件更换、Overlay堆焊修复、评估与监控等缺陷处理方案。根据经验总结,提出了BOSS头焊缝坡口角度、焊接工艺和无损检验的优化建议,降低了BOSS头焊缝缺陷产生几率,提升了核电厂的安全性和经济性。