T∕ZZB 0464-2018 核级金属石墨密封垫片.pdf

ICS 23.040.60 J 22 ZZB 浙江制造团体标准 T/ZZB 04642018 核级金属石墨密封垫片 Nuclear grade metal graphite gasket 2018 - 08 - 24 发布 2018 - 09 - 30 实施 浙江省品牌建设联合会 发 布 T/ZZB 04642018 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 结构与参数 . 1 5 技术要求 . 3 6 检验方法 . 4 8 标识、包装、运输和贮存 . 10 9 质量承诺 . 11 T/ZZB 04642018 II 前 言 本标准依据GB/T 1.12009给出的规则进行起草。 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这些专利的责任。 本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口。 本标准由宁波市标准化研究院牵头组织制定。 本标准主要起草单位：宁波天生密封件有限公司。 本标准参与起草单位：宁波市标准化研究院。 本标准主要起草人：励行根、魏世军、李征、周山山、张金龙、励洁、吴益民、王成林、万力、乐秀辉。 本标准由宁波市标准化研究院负责解释。 T/ZZB 04642018 1 核级金属石墨密封垫片 1 范围 本标准规定了核级金属石墨密封垫片（以下简称垫片）的结构与参数、基本要求、技术要求、检验方法、检验规则、标识、包装、运输和贮存以及质量承诺。 本标准适用于核级管道和设备连接法兰用DN600的垫片，其他尺寸可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法 GB/T 228.2 金属材料 拉伸试验 第2部分：高温试验方法 GB/T 43342008 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法 GB/T 6060.2 表面粗糙度比较样块磨、车、镗、铣、插及刨加工表面 NB/T 20007.52010 压水堆核电厂用不锈钢 第5部分：1、2、3级奥氏体不锈钢板 NB/T 203642015 核电厂用柔性石墨板技术条件 NB/T 203662015 核电厂核级石墨密封垫片试验方法 RCC-M 压水堆核岛机械设备设计和建造规则 3 结构与参数 3.1 结构 垫片由密封元件（以下简称“石墨环”）和内、外金属环（以下简称“内、外环”）组成。图1为垫片结构示意图。 说明： 1外环； 2石墨环； 3内环。 图1 垫片结构示意图 3.2 设计参数 T/ZZB 04642018 2 垫片的设计参数见表1。 表1 垫片的设计参数 名称 工作参数 温度 350 压力等级 class150、class300、class600、class900、class1500、class2500 辐照累积量 4107rad 工作介质 反应堆冷却剂、含硼水、冷却水、蒸汽、空气、氮气、除盐水、油、氧气、30%氢氧化钠溶液、7硝酸溶液 4 基本要求 4.1 设计研发能力 4.1.1 应具备原材料、制造工艺、试验等设计研发能力。 4.1.2 应具备采用数值模拟软件对垫片及密封结构建模分析能力。 4.2 材料 4.2.1 柔性石墨板材 垫片石墨环的典型材料为柔性石墨板材，其性能要求应符合NB/T 203642015中3.3的规定。 4.2.2 不锈钢材料 4.2.2.1 垫片的内、外环的典型材料为 06Cr19Ni10（304）、022Cr19Ni10（304L）和 022Cr17Ni12Mo2（316L），其化学成分应符合 NB/T 20007.52010 中 4.2 的规定。 4.2.2.2 垫片的内、外环用不锈钢材料应分别按 GB/T 228.1 和 GB/T 228.2 进行室温和 350下的拉伸试验，其结果应符合 NB/T 20007.52010 中 5.1 的规定。 4.2.2.3 垫片的内、 外环用不锈钢材料应按 GB/T 43342008 的方法 E 进行晶间腐蚀试验,其结果应符合 GB/T 43342008 中 8.4 规定。 4.3 工艺控制 4.3.1 垫片的制造环境应满足 RCC-M F6000 中的 I 级工作区要求。 4.3.2 垫片的内、外环的固定槽应与内外径同时加工，且位置应居环厚度的中间。 4.3.3 内、外环加工后应用符合 RCC-M 中规定的 A 级水进行清洗。 4.3.4 使用专用设备将石墨环紧密组装于内、外环中。组装完成后，石墨环应固定于内、外环厚度的居中位置上，不允许有松动现象,且不允许对石墨环再进行任何加工。 4.3.5 垫片的清洁度等级应满足 RCC-M F6000 中的 A21 级。 4.4 检测能力 4.4.1 应具备符合 NB/T 203662015 中 4.2 规定的试验室环境条件。 4.4.2 应配备检测柔性石墨板材中硫、氯等有害元素含量的检测装置和能力。 4.4.3 应具备本标准规定的所有出厂检验和型式检验项目的检测装置和能力。 T/ZZB 04642018 3 5 技术要求 5.1 外观 5.1.1 垫片的石墨环上、下密封表面不允许有影响性能的径向贯穿的划痕、空隙、凹凸不平等缺陷。 5.1.2 垫片的内、外环表面应洁净，不应有裂纹、锈斑等缺陷，上、下表面粗糙度 Ra1.6m。 5.2 尺寸与偏差 5.2.1 垫片尺寸 垫片尺寸应符合图2、表2的规定。 图2 垫片尺寸示意图 表2 垫片尺寸 单位为毫米 公称尺寸DN D1 D2 D3 T T1 T2 D4 公称压力，Class 公称压力，Class 150900 15002500 150 300 600 900 1500 2500 15 17 15 23 31 4.4 3.2 46 52 52 62 62 69 20 23.7 21 30 38 4.4 3.2 56 66 66 69 69 75 25 29.7 27 36 48 4.4 3.2 66 73 73 78 78 84 40 50.7 42 57 69 4.4 3.2 84 94 94 97 97 116 50 65.7 56 72 84 4.4 3.2 100 107 107 139 139 141 65 76.7 67 83 95 4.4 3.2 119 127 127 160 160 163 80 90 83 99 115 4.4 3.2 132 146 146 166 170 192 100 110 99 119 135 4.4 3.2 170 178 190 203 205 231 125 140 129 149 165 4.4 3.2 194 213 237 244 250 276 150 161 161 174 194 4.4 3.2 219 248 262 285 280 312 200 212 205 225 245 4.4 3.2 276 304 316 354 348 382 250 265 265 285 305 6.6 5 336 357 396 431 430 470 300 318 308 338 358 6.6 5 406 418 453 494 515 543 350 350 350 380 402 6.6 5 446 481 490 517 575 - 400 407 407 431 461 (456) 6.6 5 510 535 561 571 637 - 450 454 454 484 514 10 8 545 592 609 634 698 - 500 508 500 538 576 10 8 602 650 679 695 752 - 600 610 606 642 682 10 8 713 771 786 833 896 - 注：括号内数字为公称压力class1500和class2500垫片的尺寸。 T/ZZB 04642018 4 5.2.2 垫片尺寸偏差 5.2.2.1 垫片的直径和厚度尺寸极限偏差应按表 3 的规定。 表3 垫片直径和厚度尺寸极限偏差 单位为毫米 公称尺寸 DN 直径 厚度 石墨环 内、外环 石墨环 T 内环 T2 外环 T1 D2 D3 D1 D4 200 0.3 0.3 +0.5 0 0 -0.8 0.22 +0 -0.10 +0.10 -0.05 250400 0.4 0.4 +0.8 0 0 -1.3 +0 -0.15 +0.10 -0.10 450600 0.5 0.5 +0.8 0 0 -1.3 +0 -0.15 +0.10 -0.10 5.2.2.2 垫片内、外环上、下表面的平整度偏差应符合表 4 的规定。 表4 垫片内、外环上、下表面平整度极限偏差 单位为毫米 公称尺寸 平整度 DN200 0.1 200DN600 0.2 5.3 性能 垫片的性能指标应符合表5的规定。 表5 垫片性能指标 项目 单位 指标 回弹量 T=4.4 常温、350 mm 0.35 T=6.6 0.45 T=10 0.55 应力松弛率 常温、350 5 密封性能 （氦气） 加载至 1.0FMMCa泄漏率 常温、350 Pam3/s 110-7 卸载至 0.1FMMC泄漏率 常温 110-6 水压试验 常温 / 无可见泄漏 热循环试验 100320 / 无可见泄漏 a 为垫片发生金属与金属接触（MMC）的载荷，或垫片发生 MMC 应力乘以接触面面积。 6 检验方法 6.1 外观检验 垫片的外观用目测法检验，垫片的内、外环表面粗糙度用GB/T 6060.2中的表面粗糙度样块进行比较测定。 T/ZZB 04642018 5 6.2 尺寸与偏差检验 6.2.1 垫片的石墨环及内、 外环直径用准确度等级为 0.02 级的量具测量。 测量结果取沿圆周方向等弧三处测量值的算术平均值,精确到 0.1mm。 6.2.2 垫片的石墨环及内、 外环厚度用准确度等级为 0.01 级的量具测量。 测量结果取沿圆周方向等弧四处测量值的算术平均值,精确到 0.01mm。 6.2.3 垫片的内、外环平整度用准确度等级为 0.02 级的量具测量。内、外环上、下表面在相隔 90的四处检查平整度，测量结果取四处测量值的算术平均值，精确到 0.1mm。 6.3 垫片性能试验 6.3.1 垫片预处理 所有试验前，垫片应在试验室环境条件下放置 24h 以上。 6.3.2 回弹量试验 6.3.2.1 试验台架 垫片回弹量试验的试验台架如图 3 所示，试验台架应满足： a) 试验机压板和试验机台面的表面粗糙度为 Ra3.26.3； b) 载荷误差不大于示值的 0.2； c) 位移计精度不低于 0.001mm。 说明： 1氦气瓶； 2截止阀； 3液压系统； 4载荷传感器； 5位移传感器； 6试验机台面； 7试验垫片； 8试验机压板； 9温控系统； 10氦气检漏系统； 11数据采集系统。 图3 垫片性能试验台架 T/ZZB 04642018 6 6.3.2.2 试验条件 回弹量试验条件包括： a） 加载及卸载速率：0.1MPa/s； b） 试验载荷：Fc=1.2FMMC； C） 试验温度：常温（235）、（3505）。 6.3.2.3 试验步骤 试验按以下步骤进行： a） 将试验机压板和试验机台面用丙酮清洁干净； b） 启动温控设备，将温度调节至试验温度，再把试验用垫片居中平放于试验机台面上； c） 启动试验机； d） 加载至设定的试验载荷，保持10s； e） 卸载，记录试验数据和绘制试验曲线。 6.3.3 应力松弛率试验 6.3.3.1 试验台架 垫片的应力松弛率试验台架按 6.3.2.1 的规定。 6.3.3.2 试验条件 应力松弛率试验条件包括： a） 加载速率：0.1MPa/s； b） 试验载荷：FR=0.9FMMC； c） 试验时间：4h； d） 试验温度：常温（235）、 （3505）。 6.3.3.3 试验步骤 试验按以下步骤进行： a） 将试验机压板和试验机台面用丙酮清洁干净； b） 启动温控设备，将温度调节至试验温度，再把试验用垫片居中平放于试验机台面上； c） 启动试验机； d） 加载至设定的试验载荷，记录试验载荷，保持 4h 后记录残余载荷； e） 卸载； f) 绘制应力松弛曲线。 6.3.4 密封性能试验 6.3.4.1 试验台架 垫片的密封性能试验台架按 6.3.2.1 的规定。 6.3.4.2 试验条件 密封性能试验条件包括： a） 加载速率：0.1MPa/s； T/ZZB 04642018 7 b） 试验载荷变化路线：01.2FMMC1.0FMMC0.8FMMC0.5FMMC0.3FMMC0.1FMMC； c） 每级载荷保持时间：1.0FMMC级保持 1h，余每级不少于 15min； d） 试验介质：99.9% 氦气； e） 试验温度：常温（235）、 （3505）。 6.3.4.3 泄漏率测试方法 采用氦质谱仪进行真空法检漏，将垫片与试验压板及台面构成的内腔抽真空至10Pa以内（0.1MPa压差），沿试验垫片外周边均匀喷洒氦气与，载荷保持时间一致，用氦质谱检漏仪检测泄漏率。 6.3.4.4 试验步骤 试验按以下步骤进行： a) 将试验机压板和试验机台面用丙酮清洁干净后，把试验用垫片居中平放于试验机台面上； b) 启动温控设备，将温度调节至试验温度； c) 启动试验机； d) 将试验垫片压缩加载至 1.2FMMC，开始真空法检漏； e) 随后逐级卸载，每一级载荷下均采用真空法检漏； f) 当最后一级载荷 0.1FMMC 按规定完成测试或在测试过程中泄漏率超过 110-6Pa m3/s 后， 完全卸载，记录每一级载荷下的泄漏数据、绘制图形曲线。 6.3.5 水压试验 6.3.5.1 试验台架 垫片水压试验台架见图4。 说明： 1压缩试验机； 2下台面； 3试验垫片； 4排气阀； 5上台面； 6压力表或压力传感器； 7进水阀； 8数据采集器； 9水压泵； 10排水阀。 图4 垫片水压试验台架 T/ZZB 04642018 8 6.3.5.2 试验条件 水压试验条件包括： a） 试验压力：1.2 倍设计压力； b） 试验载荷：整个过程中，垫片载荷不得低于 FMMC； c） 保压时间：不少于 30min； d） 试验温度：常温（235）。 6.3.5.3 试验步骤 试验按以下步骤进行： a) 将试验机上、下台面用丙酮清洁干净后，把试验用垫片居中平放于试验机台面上； b) 启动试验机； c) 加载至设定的试验载荷； d) 打开排气阀和进水阀，关闭排水阀，启动水压泵，直至排净内腔内的空气，然后关闭排气阀，增加水压至规定试验压力，关闭进水阀，保压 30min； e) 观察停留期间压力表或压力传感器的压力变化情况，检查并记录泄漏情况； f) 打开排水阀，再打开排气阀，卸除水压，最后卸除试验机压缩载荷，记录压缩载荷、试验压力等试验数据和（或）绘制试验压力-时间曲线图。 6.3.6 热循环试验 6.3.6.1 试验台架 热循环试验台架应满足 NB/T 203662015 中 9.2 的规定。 6.3.6.2 试验条件 热循环试验条件包括： a） 试验压力：15.4MPa； b） 试验温度：100320； c） 试验介质：未饱和水蒸汽； d） 循环次数：不少于五次； e） 升降温速率：50/h； f） 保温保压时间：不少于 5min。 6.3.6.3 试验步骤 试验按以下步骤进行： a) 检查试验台架上所有仪器仪表是否处于正常工作状态； b) 安装试验用垫片，垫片载荷不得低于 FMMC； c) 注入试验介质（水）至规定容积； d) 开始加热系统， 按规定升温速率升温至最高试验温度， 并调节压力至规定值。 维持规定的保温、保压时间； e) 按规定速率降温至循环下限温度； f) 重复 d)、e)步骤，直至循环次数达到规定要求； g) 观察热循环期间压力表或压力传感器的压力变化情况，检查并记录泄漏情况； h) 降温至常温、降压至内压为零。 T/ZZB 04642018 9 7 检验规则 7.1 检验分类 产品检验分出厂检验和型式检验。 7.2 出厂检验 7.2.1 出厂检验项目为外观、尺寸与偏差、表 6 中的性能指标。 7.2.2 检验时，同一炉批号金属板、同一批号的石墨、同一制造工艺完成制造的垫片以 100 片为一批，不够 100 片的按一批处理。 7.2.3 每批垫片应逐片按 5.1、5.2 进行检验，若有一项不合格，该垫片为不合格品。 7.2.4 每批垫片在外观、尺寸与偏差检验合格的产品中，随机抽取样品，非本标准指定规格的试样应相同材料、同一工艺制造足够的测试试样，按表 6 的规定进行性能试验。若有一项不合格，该批产品为不合格品。 7.2.5 所有检查项目结果均符合本标准要求时，产品才能出厂。 表6 出厂试验用垫片规格及数量 产品规格 DN 试验项目 试样规格 数量 件 名称 试验温度 公称尺寸 DN 公称压力 Class 200 回弹量试验 常温 80 300 1 应力松弛率试验 1 密封性能试验 1 水压试验 1 250400 回弹量试验 常温 250 2500 1 应力松弛率试验 1 密封性能试验 1 水压试验 1 450600 回弹量试验 常温 500 600 1 应力松弛率试验 1 密封性能试验 1 水压试验 1 7.3 型式检验 7.3.1 垫片在如下情况之一时，应进行型式检验： a） 产品停产半年以上，恢复生产； b） 产品材料、工艺和结构发生较大改变，可能影响产品性能； c） 质量监督机构和用户提出型式检验要求。 7.3.2 型式检验项目包括 5.15.3 规定的所有检验项目，试样规格及数量按表 7 规定。检验时，先对试样逐片进行外观、 尺寸检验， 然后按表 7 的规定进行性能试验， 检验结果若有一项不符合本标准规定，则该型式检验为不合格。 T/ZZB 04642018 10 表7 型式检验用垫片规格及数量 试验项目 试样规格 数量 件 公称尺寸 DN 公称压力 Class 回弹量试验 常温 80 300 3 250 2500 3 500 600 3 350 80 300 3 250 2500 3 500 600 3 应力松弛率试验 常温 80 300 3 250 2500 3 500 600 3 350 80 300 3 250 2500 3 500 600 3 密封性能试验 常温 80 300 3 250 2500 3 500 600 3 350 80 300 3 250 2500 3 500 600 3 水压试验 常温 80 300 3 250 2500 3 500 600 3 热循环试验 100320 80 1500 1 250 1500 1 500 1500 1 8 标识、包装、运输和贮存 8.1 标识 每个垫片均应在外环圆周侧面进行标识。标识至少应包含以下内容： a） 制造商名称或商标； b） 产品名称或代号； c） 产品规格； d） 材料组成； e） 标准编号。 8.2 包装 8.2.1 每个垫片均应采用聚乙烯套或其他不会对垫片产生影响的包装物单独密封包装，不允许有任何异物或外部水、湿气等对垫片造成接触、损害。 T/ZZB 04642018 11 8.2.2 单独包装好的垫片应分开水平放置于木箱内。 凡与垫片可能接触的任何部位， 均应采用无污染、无伤害的软质材料加以隔离和保护。 8.2.3 包装箱内应附装箱单和合格证，合格证上至少应注明： a） 产品名称； b） 制造商名称或商标； c） 产品规格； d） 产品数量； e） 出厂日期和生产批号； f） 检验员姓名或代号。 8.2.4 包装箱外部应在明显处标注：“易碎品”、“防潮”、“小心轻放”等标识、字样。 8.3 运输 垫片在运输过程中应避免雨淋或受潮，并避免造成撞击和过度振动。 8.4 贮存 8.4.1 在开箱取出垫片时，不允许对单独包装的产品造成任何损伤。 8.4.2 垫片应贮存于洁净、干燥、通风的室内仓库。 9 质量承诺 9.1 制造商应承诺为出厂产品提供合同规定的完整、真实和可追溯的质量文件。若产品使用过程中出现问题，12 小时响应，并提供相应的解决方案。 9.2 产品有效使用时间不少于 5 年。 _