TCNEA-核级截止阀、闸阀、止回阀阀座在线修复技术规范

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"标准文件_一级条标题,2,标准文件_二级条标题,3,标准文件_附录一级条标题,2,标准文件_附录二级条标题,3,"前言 II引言 IV1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14结构形式 25修复前准备 35.1一般要求 35.2安全要求 35.3阀门状态要求 36阀座修复 46.1总体要求 46.2阀座损坏状态检查 46.3阀座修复方法 46.4阀座研磨 46.4.1研磨工机具 46.4.2研磨要求 46.4.3检验要求 56.5阀座堆焊 56.5.1焊接基面加工 56.5.2焊前预热 56.5.3堆焊 56.5.4焊后热处理 66.5.5焊后加工 67质量控制与验收 77.1质量控制 77.2阀座的验收 77.2.1验收依据 77.2.2修复验收 7附录A（资料性）阀座修复流程 8参考文献 9前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国核能行业协会提出。本文件由中国核能行业协会归口。本文件起草单位：核电运行研究（上海）有限公司、北京雷蒙赛博核装备技术研究有限公司、江苏核电有限公司、中广核核电运营有限公司、国核示范电站有限责任公司、中核苏阀科技实业有限公司。本文件主要起草人：臧家林、周文、吴起、赵战国、王双剑、鞠艳旭、张华伟、王巍、胡银龙、周犊、吕瑞飞、王志敏。本标准为首次发布。

引言2019年9月，中国首部核安全白皮书《中国的核安全》发表，其中表明：发展核能是中国政府既定的方针政策，中国以煤炭为主的能源结构，决定了我们必须发展清洁、高效能源，这样才能进一步保护环境，促进蓝天保卫战更好地实施。从能源的多样性角度，中国也要除了火电、水电、新能源以外，核能是作为一个重要选项。一座有两套超过百万千瓦级别机组的核电站，所用阀门数量就高达三万台。阀门是核电站中量大面广的水压设备，连接着整个核电站的几百个系统，是核电站安全运行的关键。核电厂阀门由于长时间的运行和介质的特殊性，启闭件受到流体冲刷、汽蚀、腐蚀、磨损、氧化及其联合作用，尤其在高温高压下，加速了密封体的损伤，如阀座等重要零件。当阀座损伤后，整体更换会对管路进行切割及再次焊接，使得设备成本及人工成本大幅增加。因此，核电厂焊接阀门的阀座在产生损伤后，进行在线阀座修复，使得修复后的阀座接近或达到新阀门的性能指标，延长阀门的寿命，减少阀门的更换和维修工作量，并降低成本具有重要意义。截止阀、闸阀、止回阀阀座维修，国内核电厂也有成功维修的案例，但缺少统一的作业规范和统一要求，当前迫切需要一个修复规范指导核电厂核级截止阀、闸阀、止回阀阀座修复方面的工作。在上级单位的大力帮助下，核电运行研究（上海）有限公司有关专家编写了《核级截止阀、闸阀、止回阀阀座在线修复技术规范》，本规范在明确核电厂截止阀、闸阀、止回阀阀座修复的方法及修复工艺，对提高核电厂截止阀、闸阀、止回阀阀座修复的修复效率和规范等方面具有实际的指导意义，对促进核能行业的健康发展具有重要意义。核级截止阀、闸阀、止回阀阀座在线修复技术规范范围本标准规定了核电厂核级截止阀、闸阀、止回阀阀座在线修复的程序、工艺要求和质量标准。本标准适用于核电厂核级截止阀、闸阀、止回阀阀座的在线修复，核电厂用非核级阀门阀座的在线修复也可参照使用。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T16702-2019压水堆核电厂核岛机械设备设计规范GB/T17569-2021压水堆核电厂物项分级GB/T21465-2008阀门术语GB/T15757-2002产品几何量技术规范（GPS）表面缺陷术语、定义及参数NB/T20001—2013压水堆核电厂核岛机械设备制造规范NB/T20002.1—2013压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范第1部分：通用要求NB/T20002.2—2013压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范第2部分：焊接填充材料验收NB/T20002.3—2013压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范第3部分：焊接工艺评定NB/T20002.4—2013压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范第4部分：焊接填充材料评定NB/T20002.7—2013压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范第7部分：耐磨堆焊NB/T20003.1—2010核电厂核岛机械设备无损检测第1部分：通用要求NB/T20003.4—2010核电厂核岛机械设备无损检测第4部分：渗透检测NB/T20003.7—2010核电厂核岛机械设备无损检测第7部分：目视检测NB/T20003.8—2010核电厂核岛机械设备无损检测第8部分：泄漏检测NB/T20009.14-2013压水堆核电厂用焊接材料第14部分：1、2、3级设备用硬质合金堆焊焊接材料NB/T20010.8-2010压水堆核电厂阀门第8部分：安装和维修技术条件NB/T20010.16-2021压水堆核电厂阀门第16部分：安全级阀门在线密封试验HAF603民用核安全设备焊工焊接操作工资格管理规定术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

止回阀checkvalve，non-returnvalve启闭件（阀瓣）借助介质的作用力、自动阻止介质逆流的阀门。闸阀gatevalves启闭件（闸板）由阀杆带动，沿阀座（密封面）作直线升降运动的阀门。

截止阀globevalve，stopvalve启闭件Globevalve（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座（密封面）轴线作升降运动的阀门。

阀体body与管道（或设备）直接连接，并控制介质流通的主要零件。

阀座seat安装在阀体上，与启闭件组成密封副的零件。

密封面seatingface，surface启闭零件与阀座紧密结合，起密封作用的两个接触面。

吻合度percentofcontactarea密封副径向最小接触宽度与密封副中的最小密封面宽度之比。

检验inspection对检验项目中的性能进行测量、检测、试验等，并将结果与标准规定的要求进行比较，以确定每项性能指标是否合格所进行的活动。

渗透检测（PT）penetranttesting一种典型的无损检测，包括渗透、多余渗透剂的去除、显像等过程，为了在表面开口不连续处形成可见的显示。[GB/T12604.3-2013]

表面缺陷（SIM）surfaceimperfection在加工、存储或使用期间，非故意或偶然生成的实际表面的单元体、成组的单元体、不规则体。结构形式闸阀结构闸阀基本结构如图1所示。闸阀基本结构说明：1——阀座；2——闸板；3——阀体；4——阀杆；5——阀盖。截止阀结构截止阀基本结构如图2所示。截止阀基本结构说明：1——阀座；2——阀瓣压盖；3——阀体；4——阀盖；5——阀杆。止回阀结构止回阀基本结构如图3所示。止回阀结构形式说明：1——阀体；2——阀座；3——阀瓣压盖；4——弹簧；5——阀盖。修复前准备一般要求施工图纸、施工方案已具备。焊接文件包含焊接材料的验收条件和焊接的实施条件，主要参照以下规范编制：焊接工艺规程（见NB/T20002.1-2013）；填充材料验收（见NB/T20002.2-2013）；焊接工艺评定（见NB/T20002.3-2013）；焊工和焊接操作工评定文件（见HAF603）；表面耐磨堆焊（见NB/T20002.7-2013）。修复工艺规程、质量计划已批复。工机具准备就绪。计量器具在标定有效期内。阀座研磨、堆焊等重要步骤应进行模拟演练。清除设备旁的障碍，空间满足施工需求。人员资质满足施工要求。安全要求检查阀座温度、环境温度是否满足环境要求。检查辐射剂量、排放介质情况。阀座修复场地处于易燃易爆场所、受限空间时，应有防护措施。修复工作开始前应对使用的工作区域进行安全检查。阀门状态要求阀座修复前应达到以下条件：所在系统已经停运、排空，阀门温度在100℃以下。。阀门已经解体，除阀体阀座外，其余零件均已拆卸完成。阀门内部已经完成清洁去污。阀门内不存在残余介质。阀门两侧已进行必要的封堵。阀座修复总体要求利用防异物盲板对阀门密封面进行盲堵。修复过程应参照NB/T20001-2013的要求，采取相应的防污染措施。密封面进行检查、研磨、堆焊、加工后，应及时恢复防异物盲板。工机具各部件结构连接应可靠，避免零部件意外脱落。工机具应紧凑化、轻量化、模块化方便现场安装搬运。工机具应能适应现场温度、湿度、辐射环境。阀座密封面要求：a) 密封面粗糙度：Ra≤0.4μm；b) 密封面吻合度：大于80%,且密封面周圈接触均匀，无断线。清洁要求焊前清洁堆焊基面及周边不应有金属碎屑；堆焊基面及周边应干燥、无水渍、无油渍。焊后清洁对焊缝表面和相邻表面，要清除焊渣、氧化物、油脂、飞溅等；对于做无损检验的焊缝，清理后的表面状态应符合无损检验的要求；对于奥氏体不锈钢，应尽量采用不锈钢钢丝刷或尼龙刷，避免采用含铁材料。研磨及机加工清洁研磨及机加工过程应采取必要的封堵防护措施，减少碎屑沾污；研磨及机加工完成后及时进行清洁，避免管道污染。阀座损坏状态检查应对阀座密封面进行以下检查：缺陷检查。粗糙度检查。吻合度检查。阀座修复方法以下情况应对阀座密封面研磨修复，方法见6.5：粗糙度超差；吻合度超差；局部轻微划痕、较浅凹缺陷等。存在以下情况则在研磨修复前进行阀座堆焊，方法见6.6:局部缺陷较小，如麻坑、压痕、沟槽、划痕、冲蚀、表面小裂纹等；局部缺陷研磨后造成整体尺寸减小过大；研磨后尺寸零件不能满足装配要求。存在以下情况不再进行阀座在线修复处理：空间限制；阀座存在较大裂纹，如裂纹贯穿堆焊层，到达阀体母材；阀座存在贯穿性缺陷。阀座修复流程见附件A。阀座研磨研磨工机具宜采用自动研磨工机具；阀座研磨工机具可采用电动或气动动力；应根据阀座尺寸、形状配置研磨头；锥形密封面研磨，应配置角度尺寸匹配的研磨头；宜采用浮动式研磨头；研磨机具，应保证研磨头与阀座的垂直度和同轴度；研磨材料可选用砂纸或专用研磨头。研磨要求研磨分为粗、中、细、精研磨，根据缺陷情况进行选用：缺陷深度大于0.1mm可采用粗研磨；缺陷深度大于0.03mm、小于0.1mm可采用中研磨；缺陷深度小于0.03mm可采用细研磨；无可见缺陷可采用精研磨提高表面粗糙度。研磨速度及压力应按以下要求：20~100m/min；平面密封100~400kPa。研磨材料研磨材料一般采用金刚石砂布或专用研磨头进行研磨；研磨材料不宜混用；进行粗、中、细、精研磨转换时，应将密封面及工机具上研磨材料清理干净；每个研磨阶段，应采用对应粒度的研磨材料；研磨完成后，应将阀座及阀体内部的研磨材料清理干净。检验要求阀座表面无麻坑、压痕、沟槽、划痕、冲蚀、裂纹等缺陷；阀座尺寸满足施工图纸要求；密封面粗糙度：Ra≤0.4μm；密封面吻合度：使用压红丹（或蓝油等）方法进行。密封面应平整，接触均匀连续，吻合度大于80%,且密封面周圈接触均匀，无断线。阀座堆焊焊接基面加工加工机具要求：宜采用自动加工机具；加工机具应采用数控系统控制；加工机具应具有对中调整功能，刀具回转轴与密封面中心同轴；加工机具应具有水平调整功能，刀具回转轴与密封面垂直；加工机具有沿密封面轴向，径向两个方向的插补进给；刀具寿命应能满足一次加工的需要；加工机进给最小分辨率不大于0.01mm。加工要求加工机具有视频监控功能，可实时清晰观察切削状态；切削过程应尽量采用干式切削，避免使用切削液。检验要求切削粗糙度：Ra≤6.3μm；不允许有任何飞边毛刺；切削后尺寸应满足施工图纸的要求。焊前预热（根据焊接工艺规程确定是否执行）预热工机具要求应采用电加热的方式，宜选用柔性陶瓷电阻加热；测温应稳定可靠，应采用自动温度记录；仪表，热电偶及计量器具，应根据计量要求进行标定或校验；测温点不应少于两点，对称布置。预热要求根据阀座结构尺寸选用整体或局部预热的方式；加热范围应包含阀座、阀体；预热温度按焊接工艺规程的规定，各种钢种宜采用的最低预热温度和特殊规定见表1（详见NB/T20002.1-2013）；建议温度升降速度小于200×25/T（℃/h），保温时间t≈T/25（h），T为母材厚度（mm）；整个堆焊过程中，温度不得降低到预热温度以下。

表1各钢种预热温度的规定钢种范围推荐的预热温度碳钢等效厚度大于40mm的，在未做消除应力热处理状态下规定的最小抗拉强度Rm小于440MPa最低100℃等效厚度大于等于20mm的，在未做消除应力热处理状态下规定的最小抗拉强度Rm大于或等于440MPa最低125℃除铬钢和含量不低于0.5%Cr-0.5%Mo的铬—钼钢之外的低合金钢等效厚度大于15mm或规定的抗拉强度高于450MPa的低合金钢最低125℃铬钢和铬-钼钢等效厚度大于15mm或规定的抗拉强度高于400MPa的铬钢和铬-钼钢150℃~300℃堆焊焊接设备要求：应采用自动焊接设备；应采用数字化焊接电源；应有实施的焊接参数显示及存储；应用熔池监测功能，可清洗观察到焊接熔池状态；应具有水冷模块，以适应预热状态下的焊接。堆焊要求：宜采用钨极惰性气体保护焊的方式；焊前表面不应有油污、氧化物及其它影响堆焊质量的物质；阀座密封面堆焊应符合NB/T20002.7的规定；堆焊应采用多层多道工艺，尽可能减少母材稀释；堆焊过程应按照焊接工艺规程的规定；填充材料应尽量与原阀座密封面堆焊材料相同，或者相近似；堆焊道间温度应不低于预热温度，当低于预热温度时应停止焊接，重新加热到预热温度后方可施焊；堆焊厚度要在允许范围内，有足够的加工余量。如焊接缺陷较多，存在裂纹、气孔、夹渣、未焊透等，需重新进行堆焊，重新堆焊前按6.5.2进行堆焊基面加工。检验要求按照NB/T20003.4的要求进行液体渗透检测，验收标准如下：堆焊层平整、焊道交接处过渡平缓、不应存在凸凹不平；不允许有任何的开裂、裂纹、未熔合、夹钨和夹渣；无论在堆焊层还是结合区，都不允许有任何线性（长为宽的3倍）渗透显示；密封面:在工作区不允许有任何缺陷特征的显示;其他区域按照6.5.3.3e）规定；圆形渗透显示:其他堆焊区:尺寸大于1.5mm的圆形显示均为不合格。如果最终机械加工后要求的最小厚度小于1.5mm，允许的最大显示尺寸为该厚度。但在下述情况下，较小尺寸的圆形显示是允许的:１)渗透显示的最大密度为每25cm2的堆焊区有一个显示(Ocm2～25cm2堆焊区有1个，25cm2～50cm2堆焊区有2个，50cm2～75cm2堆焊区有3个等)；２)任何两个渗透显示之间的距离至少等于20mm。焊后热处理（根据焊接工艺规程确定是否执行）热处理工机具要求宜采用电加热的方式；测温应稳定可靠，应采用自动温度记录；仪表，热电偶及计量器具，应根据计量要求进行标定或校验；测温点不应少于两点，对称布置。热处理要求根据阀座结构尺寸选用整体或局部热处理的方式；加热范围应包含阀座、阀体；热处理温度按焊接工艺规程的规定，各种钢种宜采用的消除应力热处理温度及保温时间，见表2（详见NB/T20002.1-2013）；建议温度升降速度小于200×25/T（℃/h），保温时间t≈T/25（h），T为母材厚度（mm）。表2消除应力热处理温度及保温时间钢种范围消除应力热处理温度保温时间碳钢厚度a大于30mm，对于未做消除应力热处理的状态下，规定的最小抗拉强度不大于440MPa的钢厚度可增加到35mm550℃~625℃(建议最低575℃)每毫米厚度2min，最少30min，最多2h除铬钢和铬—钼钢之外的低合金钢厚度大于10mm，但不包括含镍量大于或等于1%的钢号595℃~675℃每25mm厚度1h，最少30min：当超过2h时，为2h+(50mm以上每25mm为15min)铬和铬—钼低合金钢、马氏体和铁素体不锈钢0.5%Cr—0.5%Mo1%Cr—0.5%Mo1.25%Cr-0.5%Mo5