原子力バルブにおけるレーザークラッディング技術の研究の進歩

原子力バルブ市場の見通しは非常に広いですが、現在の国内バルブ製造技術は後退しており、原子力バルブなどの高パラメータバルブが主に輸入されています。中国の原子力建設が徐々に速い道に入るにつれて、原子力「ローカリゼーションコンプレックス」はますます激しくなります。 世界では、原子力発電所のバルブ装置のシール面の故障による事故が、原子力発電所の事故の約25％を占めています。 したがって、核弁材料および製造プロセスに対して非常に厳しい要件が提唱されています。

原子力バルブのシール面は、一般的に表面溶接によって溶接されます。バルブのシール面の表面の品質と生産効率は、表面材料だけでなく、高度な表面技術と自動化装置にも大きく依存します。私の国でのバルブシール面のサーフェシング溶接技術の研究は1960年代初頭に始まりました。40年以上の開発の後、バルブサーフェシングの方法は手動アーク溶接と酸素エタン火炎サーフェシングから非自動で低効率的な表面仕上げ：溶接方法は、火炎表面仕上げ、プラズマアーク表面仕上げ、レーザークラッディングなどの効率的で自動化された表面仕上げ方法の広範な使用に発展しました。高度な表面溶接技術は現在、さまざまな国で競争のホットスポットであり、最も有望なものはレーザークラッディング技術です。この技術は1980年代に登場しました。高エネルギー密度のレーザービームを使用して、マトリックス材料の表面に特殊な特性を持つ特定の材料をすばやく融合し、マトリックスと冶金学的結合を形成して、マトリックスとはまったく異なる高性能を形成します。マトリックスの組成と性能合金クラッド層
https://www.htrlaser.com/product-p2724127.html

レーザークラッディングプロセスは、入熱の正確な制御、高い溶接速度、速い冷却速度、小さな熱歪み、および厚さ、組成、希釈率の優れた制御性の特徴を備えており、緻密な構造と高性能（耐摩耗性など）を得ることができます。 、抵抗腐食性能、耐酸化性、遮熱性能、熱キャビテーション、侵食摩耗などを備えた合金表面層には、従来の表面処理方法にはない利点があります。したがって、レーザークラッディング技術の強化への適用シール面は、国内外で広く評価され、多くの分野で使用されています。


原子力の急速な発展、国の政策の支援、市場経済のニーズにより、高パラメータの原子力バルブ技術の開発を習得することが差し迫っています。表面強化技術におけるレーザークラッディングの優れた利点と優れた実用化の結果、多くの学者が一生懸命働き、原子力バルブのシール面強化の研究に応用しました。

世界最強のレーザー 
一部の学者は、レーザー表面溶接プロセスを使用して、核バルブディスクのシール面のオーステナイト基板上にCoベースの合金を被覆し、プラズマ溶射溶接層およびアーク表面層と比較しました。テスト結果は、レーザークラッディングによって得られる強化層滑らかで平らなレーザークラッディング層は、一度に3mmに達することができます。他の従来の表面溶接プロセスと比較して、溶融層構造は、スクラップ率が5％未満で、粒子が大幅に微細化され、希釈率が低く、歩留まりが高く、強酸およびアルカリ媒体での腐食速度が最も低くなっています。コーティングの硬度と耐摩耗性もテストされました。レーザークラッディング層の平均硬度はHV740860に達しましたが、プラズマアーク表面層の平均硬度はわずかHV520560でした。 2つの強化プロセスの下の表面層は3000回の衝撃を受けており、摩耗量はそれぞれ1.2mgと2.53mgです。


これまでのところ、核弁のシール面の表面材料は、一般に、Stellite6やStellite21などのダイヤモンド含有合金です。しかし、ドリルベースの合金には2つの未解決の問題があります。1つは、私の国はドリル資源が非常に不足している国です。ドリルの埋蔵量は世界の埋蔵量の2％未満です。必要なドリル資源は、主に輸入ドリルに依存しています。ドリルを含む廃棄物の濃縮物とリサイクル;ドリルベース合金の摩耗と腐食の破片にある牛が励起されてCo60同位体を形成し、核放射線の半減期を延長し、メンテナンス時間を延長し、シャットダウンおよびメンテナンス中のメンテナンス担当者への脅威であり、核燃料のシールドを大幅に向上させます。難易度とコスト。したがって、米国のAP1000やフランスの原子力グレードのバルブを含む国内の第3世代の大規模PWR原子力発電所では、シール面に非ドリル合金を使用する必要があります。 1990年代以降、国内で使用されているドリル交換用合金には、NDG-2＃シックルベースの合金が含まれます。TDG-5鉄ベースの合金溶接ワイヤとSF-6鉄ベースの鋸硬い表面電極がありますが、これらのドリル交換材料はそうではありません。ドリルベースの材料として。それはユーザーの支持です。海外で使用されているダイヤモンド代替合金には、410、440C、616、Norem02 / 02Aなどがあります。 616およびNorem02 / 02Aステンレス鋼合金がより一般的に使用されていますが、それらの高温耐性はまだ制限されています。したがって、掘削材料の使用、開発、促進にはまだ長い道のりがあります。


要約すると、レーザークラッディング技術は有望な高度な表面処理技術であり、バルブのシール面の品質を改善する効果的な方法であり、アプリケーションの段階に成功しています。レーザークラッディング技術を使用し、クラッディング層の組成を制御し、合理的なクラッディングプロセスを選択することで、基板は他の表面強化技術では得られない特性を得ることができ、原材料の可能性を十分に発揮できます。