阀门作为核电系统中应用最为广泛的流体传输与控制的关键附件,具有调节流量、稳定压力、导流分流、阻断截流、防止逆流和释放压力等功能,核电阀门最常用的连接方式为螺纹连接,因其具备形式简单、连接稳定、拆卸简便等优点,被大量应用在可拆卸的固定连接环境中,但是在设备拆解检修与维护中,时常会出现阀门螺纹副位置的卡涩或咬死现象。在实际使用中,大型核电关键设备的阀门螺栓和螺母的成本多为万元以上,若其失效不仅影响到设备本体或整个生产装置的正常运行,严重时还将影响到核电系统的运行安全。因此,针对核电大型关键阀门的螺栓卡涩与咬死问题开展分析研究,提出现场解决措施与技术改进,具有重要的工程实际意义。本文以国内某核电机组主蒸汽隔离阀的螺栓卡涩与咬死失效为案例,主要研究工作和取得的成果如下:(1)通过螺栓与螺母材料成分和金相组织分析,结合扭转、剪切、拉伸以及硬度等力学性能实验测试,研究并获得了螺栓卡涩与咬死的内在原因。(2)通过基于弹塑性理论所开展的螺纹附加应力、应变相关理论计算,并采用有限元法数值模拟分析螺纹在偏置载荷作用下的Mises等效应力模型,确定了螺纹所受力矩值及标准力矩,结合材料成分分析和力学性能实验测试分析结果,以及高温工况下的螺纹磨损分析和安装操作等分析,确定了螺纹咬死的外在原因。(3)结合现场实际生产情况,针对因卡涩失效的螺栓提出了快速高效的拆卸办法,即利用拉伸螺栓的附加预紧力来拆卸螺栓的方法;针对严重咬死的螺栓提出通过破坏螺纹副的拆卸方法,并重新扩孔加深,安装变径螺栓,从而达到安全承载要求;结合目前的先进技术及本文中的理论计算方法和实验测试分析结果,提出了螺纹表面处理、改变螺栓紧固方式、垫片换型和回装过程中增加质量控制点等改进措施,实用结果表明,上述措施可有效预防螺栓的卡涩甚至咬死。上述研究成果可为预防核电类似大型装备用螺栓及有关流程工业用螺栓的卡涩或咬死等问题的出现,减少螺纹配合副失效,实现螺栓的快速拆卸及卡涩螺栓的更换提供技术指导。