先导式安全阀密封面损伤机理及表面强化技术

沙圣奇

（中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

摘  要：为解决M310机组SEBIM安全阀密封面损坏问题，研究了“冷热交替-启闭瞬态一负荷波动”复合工况下损伤机理。通过应力分析发现，非计划启闭过程中密封面45°倾角处局部等效应力达1100MPa,超过材料屈服强度。针对此问题，开发了基于光纤激光器的表面淬火工艺，形成硬度520HB的马氏体强化层。工程应用结果表明，改造后局部最大应力降至850MPa,泄漏量降至0.08kg/h,能够有效提升安全阀可靠性。

关键词：先导式安全阀；密封面损伤；表面强化

0 引言

随着核电机组运行工况日益复杂，安全阀密封面在高温、高压、冲击载荷等多重因素作用下容易发生损坏。特别是在非计划工况下，密封面承受的复合应力超出设计极限，导致局部磨损和泄漏。目前，国内外对安全阀密封面的研究主要集中在材料选型和结构优化方面，而对特殊工况下的损伤机理和表面强化技术研究相对不足。因此，深入研究先导式安全阀密封面损伤机理，开发新型表面强化技术，对提升核电站运行安全性具有重要意义。

1 先导式安全阀应用

1.1 应用分析

SEBIM安全阀作为M310机型主蒸汽系统的核心稳压部件，设计压力16.2MPa，工作温度585K。2023年某核电站在例行巡检中发现，SEBIM安全阀主阀密封面出现径向磨痕，深度达到0.15mm，造成局部泄漏量达到0.25kg/h。通过在线监测发现，密封面应力分布不均，在20MPa压力冲击下产生局部应力集中。经过紧急处置，更换了17-4PH材料的密封面，避免了因磨损加剧导致的重大设备损坏。此次研究针对密封面应力分布不均问题，开展密封面材料强度提升及表面处理工艺优化，提出密封面绝对性防护方案。

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