[发明专利]一种核电设备水闸门减速器轴失效原因的综合判定方法

权利要求书

1.一种核电设备水闸门减速器轴失效原因的综合判定方法，其特征在于具体步骤如下：

（１）：背景资料整理与分析，包括对核电厂房的背景资料、核电厂房内部设备的运行工况、水闸门减速器轴的相关技术参数进行整理与分析，确定水闸门减速器轴失效的环境概况；

（２）：检验与试验分析，通过利用设备和理化检验方法对水闸门减速器轴进行外观形貌观察、材质检验以及微区分析，所述理化检验方法包括外观检验与取样、材料成分试验、夹杂物试验、金相组织试验、显微硬度试验、力学性能试验、宏观形貌分析试验、三维体视显微镜分析试验、扫描电镜与能谱分析试验、二次离子质谱仪分析试验以及应力计算分析；

（３）：综合分析判定，得出结论并给出合理建议，具体为：结合步骤（１）的背景信息和步骤（２）的各项分析测试结果，通过裂纹起裂分析、材料脆性分析等对水闸门减速器轴失效的形式和机理进行综合分析，从而准确判定轴失效的原因，给出具体的结论，并针对失效原因提出行之有效的预防或改进措施。

2.根据权利要求1所述的一种核电设备水闸门减速器轴失效原因的综合判定方法，其特征在于所述步骤（１）所述核电厂房的背景资料包括厂房的具体作用、内部设置、各区域的功能及作用以及运行参数；所述核电厂房内部设备的运行工况包括减速器的各项参数、水闸门的各项参数、手柄摇杆驱动机构的各项参数；所述水闸门减速器轴的相关技术参数包括减速器轴的位置、尺寸和材质。

3.根据权利要求1所述的一种核电设备水闸门减速器轴失效原因的综合判定方法，其特征在于所述步骤（２）的检验与试验分析中所述理化检验方法具体为：

① 外观检验与取样，包括长度的尺寸测量、各段直径的尺寸测量、键槽的尺寸测量以及轴整体形貌的观察、轴断裂位置的观察和对应断口的观察和标定、区分A、B两个断口；

② 材料成分试验，采用两种不同型号的直读光谱仪（OES）对减速器轴进行化学成分分析，采用碳硫分析仪对测定减速器轴中的C、S元素含量分别进行测定，测试结果取每次测量三组数据的平均值；

③ 夹杂物试验，将减速器轴沿横向切割，并利用镶嵌料制成样品，在抛光态下利用金相显微镜在100倍视场下观察夹杂物的分布情况，并选取代表性区域，根据相关标准判定其种类和评级；

④ 金相组织试验，将减速器轴沿纵向切割，并利用镶嵌料制成样品，经磨抛、腐蚀后在金相显微镜下观察试样的金相显微组织，并对不同位置的组织情况使用不用的放大倍率进行观察，根据相关标准判定其种类；

⑤ 显微硬度试验，将减速器轴沿纵向切割，断面研磨抛光后利用镶嵌料制成样品，采用显微硬度计在试验载荷980.7mN（HV_0.1)、保持时间为10秒的试验条件下，对试样进行显微硬度测试，并根据不同区域统计其维氏显微硬度分布情况；

⑥ 力学性能试验，将减速器轴制成标准试样后，根据需要进行拉伸试验、压缩试验、冲击试验、扭转试验和疲劳试验；

⑦ 宏观形貌分析试验，通过肉眼观察和相机拍摄观察，对减速器轴进行宏观形貌分析，并分别对水闸门减速器轴A、B两个断口进行形貌分析；

⑧ 三维体视显微镜分析试验，利用三维体视显微镜对水闸门减速器轴A、B两个断口分别进行观察分析试验，对失效断口表面的裂纹分布情况进行观察，寻找起裂点；对断口表面的形貌进行观察，分析判断断裂发生的起始位置，判断是否发生塑性形变；对断口的颜色、磨损情况、腐蚀物分布情况和杂质分布情况进行观察；

⑨ 扫描电镜与能谱分析试验，利用扫描电镜以及能谱分析对A、B两个断口表面进行微区分析，在低放大倍率下选取不同的区域观察表面微观形貌特征、裂纹分布、腐蚀物分布和杂质分布情况；在高放大倍率下选取不同的区域观察表面微观形貌特征、晶粒状态、夹杂物分布和晶界状态；使用能谱分析对具体的点和面进行化学成分测定，确定该微区的化学成分组成，判定是否含有腐蚀产物或其他杂质元素；

⑩ 二次离子质谱仪分析试验，利用二次离子质谱仪对A、B两个断口进行表面分析，对痕量组分进行深度剖析，可在微观(um级)上观察表面的特征，也可以对同位素进行分析和对低原子序数氢、锂、铍元素进行分析；

⑪ 应力计算分析，利用力学分析计算公式，对减速器轴的受力进行计算和分析，并根据相关的标准进行对比，并通过建模的方式对轴进行有限元分析，测定轴的力学性能是否符合现实的工况使用要求以及设计要求。