核电站电气贯穿件专用压力表组件

核电站电气贯穿件专用压力表组件是属于核电站电气贯穿件专用检测装置，其特点是：在核电站安全壳内部能完全使用，必须要求它耐辐照、耐高温等恶劣工作环境。

1.贯穿件及压力表组件介绍

电气贯穿件是核安全电气一级设备，是安装在核电厂安全壳上，用于电缆穿越安全壳的核电专用电气设备，对核电站反应堆的安全运行至关重要。电气贯穿件可以在正常情况下，以及包括地震和失水等事故条件下，维持反应堆安全壳的完整性和电气连续性，防止放射性物质外泄，是核电站安全稳定运行的重要保障之一。

核电站电气贯穿件专用压力表组件（以下简称“压力表组件”）是安装在贯穿件的筒体上，主要用于监测贯穿件内氦气的泄露量，并方便工作人员直接读数、目测。

2.新旧压力表组件的比较

2.1传统的压力表组件

从国内和国外的核电站看，传统的压力表组件通常有一个压力表、一个三通的阀和一个开关组成。如图1:

如图所示，可见：当电气贯穿件内充满气体，阀门拧紧，用压力表监测它的气体泄漏率，但由于该压力表组件的接口较多，多处采用螺纹连接等来实现密封，核电站的要求是高密封性能，对于如此多的接口很难保证它的密封性能，无法准确测出它的泄漏率，存在一定的误差，因而不能满足核电站的要求，不能被广泛的采用。

2.2新型的压力表组件

对于此不足，设计了一个新型压力表组件，能减少组件的接口，有效的保证压力表组件的高密封性能，外形如图2。

如图可见：当电气贯穿件内充满气体，阀门拧紧，用压力表监测它的气体泄漏率。该压力表接口比较少，仅有一处是和连接管法兰连接的，其余的都用焊接处理，不仅表面看起来更美观、简洁和光滑，而且能更好的实现密封性能，能准确的测出它的泄漏率，更能符合核电站的要求。

3.技术难点

斜孔和斜面的加工工艺：为了使阀体看上去更美观，更小巧、就简洁，所以是阀体尽可能的缩小长度。所以采用在阀体内打斜孔以减少长度。如图3:

斜孔的加工工艺

在实际的工厂加工中，先将阀体固定在机床上，把工件放准，尽量一次安装，使需要加工的孔的轴线与设备主轴轴线重合，端面垂直然后沿垂直面钻出一个小坑，不要太深，只要能在所要加工的角度上有一个近似的小垂直面就行，这样的目的是为了等会加工斜孔准确定位，然后再按角度钻孔，左侧孔是5°，右侧孔是9°。因为斜孔较难加工，所以，尽量减少阀体的长度，使孔的深度减少，而且，用铣刀加工的话，进给慢，不然铣刀会断裂。

斜孔加工一般不在钻床上做的，因为钻床的主轴一般都缩不死，会有晃动，加工时会跑偏的，通常在铣床或镗床上加工比较合适。大批量产品就要设计专用工装和专用设备。

斜面的加工工艺

从实现斜面加工的角度看，在一次装夹中可完成不同方向、不同角度的多个斜面的打孔、镗孔、攻丝、铣削等加工的需要。减少了装夹次数，降低劳动强度，缩短了产品的生产周期，更重要的是提高了零件的加工精度，保证了产品质量的一致性。

如果可能的话，用分度头夹好，把分度头旋转相对应的角度，就可以在铣床上加工了。

另外如果工件尺寸够大，主轴能伸到工件里，可以使用分度刀柄，铣刀加工。还有一种方法：

将加工槽的底面与机床刀具运动平面平行装夹即可，根据工件大小可以使用插床、刨床、线切割加工，加工时首先将图示工件的边线（锥台的母线）与机床刀具运动方向平行，如使用分度头或专用斜面等装夹即可。

斜面密封

采用斜面实现密封，比以往的单向阀采用球体和斜面配合实现密封，更有效，以往的单向阀是线接触。而这个设计是采用斜面与斜面配合，是面接触，增大了接触面，提高了密封性能。

4.阀芯的密封及材料选择

4.1阀芯的密封装置的设计

阀芯的密封的要求，不仅是靠一段螺纹，还需要更好的密封的装置。如图5和图6。

由图可见，两个密封圈配合套在阀芯上时，当阀芯往里塞、拧紧的时候，由于密封套的弹力够好，在两个密封套受到挤压的时候，紧紧贴合到一起，相互挤压。密封套内受到压力向内圈挤压，和阀芯相贴合，实现密封；密封套外受到压力向外挤压，和阀体贴合，从而实现密封。

这种密封装置比密封圈更密封性能更好，更能贴合阀体和阀芯表面，能满足核电站的高密封的要求。

4.2密封装置材料的选择

材料的选择的很重要，对于核电站的要求更为重要，核电站的要求材料：耐辐射、耐高温、耐辐射等。在如此恶劣的环境下能正常工作，就必须要求材料的高性能。因此，选择的是PEEK聚合物材料。

英国威克斯公司是PEEK聚合物的唯一制造商，该聚合物是目前可用的热塑性材料中的性能最佳。因而适用核电站。该聚合物又称聚醚醚酮，PEEK是聚醚醚酮根据IS01043标准的缩写，其重复单元由氧-1，4-亚苯基-1，4-亚苯基-碳酰基-1，4-亚苯基组成，与其他特种工程材料塑料比具有诸多显著优势，在航空航天，汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛的应用。

4.2.1其主要物理性能

高温性能：PEEK聚合物的热变形的温度高达315C，且连续使用温度为260"C。

耐磨损性能：PEEK聚合物具有优良的耐摩檫和耐磨损性能。

耐化学腐蚀性能：PEEK聚合物在大多数化学环境具有极佳的耐腐蚀性，即使在温度升高的情况的下也一样。在一般情况下，唯一能够溶解PEEK聚合物的是浓硫酸。

防火、轻烟和无毒性：PEEK聚合物非常稳定，此材料的成分和固有的纯度使其在火灾环境只会产生极少量的烟雾和毒气。

耐水解性：PPEK聚合物可以抵御水或高压蒸汽的化学侵蚀。这些材料制成的组件在高温和高压下在水中连续使用仍可保持高水平的机械性

电气性能：PEEK聚合物可在宽泛的频率和温度范围内保持良好的电气性能。

高纯度：PEEK聚合物固有高纯度。仅有极少量的浸出离子及释出

气体。

4.2.2其主要的机械性能

拉伸性能：PEEK聚合物的拉伸性能优于大多数的工程热塑性塑料，该聚合物具有黏弹性，该聚合物适用于制造耐高温或在高温下连续使用的组件。

弯曲性能：在宽泛的温度范围内，因为具有黏弹性，具有卓越的弯曲性能。

蠕变性能：蠕变可定义为在持续应力作用下，样品随时间的变形情况，以工程热塑性材料而言，该聚合物具有出色的抗蠕变性能，并且可以在使用期内承受极大的应力，而不会随时间而产生明显的延伸。

蠕变断裂：在恒定应力作用下，热塑材料的性能也可以有蠕变断裂来判断，蠕变断裂表示在一定的时间内，材料损坏前可以承受的最大负荷，其中，材料损坏的定义是脆断或颈状变形。

综合上诉种种特性，可以见的，PEEK适合做这个压力表组件阀芯的密封装置，能够耐辐射、耐高温、耐腐蚀，符合核电站的高要求。