專利名稱：：核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管及其鍛制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管及其鍛制造方法，屬于核電蒸發(fā)器壓力容器控制裝置接管
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：本發(fā)明接管是核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣管件中的重要件和關(guān)鍵件。它廣泛應(yīng)用于核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)、出口接管入、山口接管連接部，以保障正常工作、保障其安全性能的作用。目前的國(guó)內(nèi)核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管鍛件，材料為SA-350MLF2LC2。傳統(tǒng)的制造方法有兩種，其一是先鍛成大余量法蘭，即增加切削加工余量，再經(jīng)機(jī)加工去除多余的金屬來滿足接管尺寸，這種方法的不足之處是接管流線被切斷，流線不能隨接管形狀分布，降低了接管的綜合力學(xué)性能，降低接管的使用壽命；第二種方法是分成兩段式加工，分別鍛制錐形法蘭、直板壓延成異形法蘭，然后將兩段焊接組合而成，這種方法可節(jié)省原材料，但增加了制造工序和加工周期，更為嚴(yán)重的是因?yàn)楹附釉黾恿私庸芫植繜釕?yīng)力，焊接部位晶粒容易粗大，降低了抗高溫高壓能力和抗腐蝕能力，安全可靠性無法保證。因此，之前該接鍛件不能使用國(guó)產(chǎn)鍛件，轉(zhuǎn)向國(guó)外定購(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種制作成本較低、綜合力學(xué)性能高、加工余量少、工作性能安全可靠的核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管及其鍛制造方法，以克服現(xiàn)有傳統(tǒng)制造技術(shù)的不足。本發(fā)明所述接管為帶流線型凸沿的空心接管，該接管流線隨形分布，鍛件接近零件尺寸，預(yù)留單邊加工余量不大于3mm，通過下述鍛制方法整體鍛制而成。所述核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管鍛制方法包括材料準(zhǔn)備、鍛坯加熱、鍛件預(yù)成形、鍛件終成形，鍛件冷卻及熱處理步驟，操件時(shí)的要求為(1)材料準(zhǔn)備時(shí)精選Cr、Mo、Cu、Nb、V、P、S等元素含量低的優(yōu)質(zhì)原材料；澆包分析所選材料化學(xué)成份應(yīng)滿足下表要求<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)鍛坯加熱時(shí)，延長(zhǎng)80085(TC中溫階段時(shí)的保溫時(shí)間，延長(zhǎng)的總時(shí)間'按鍛件每100mm(有效尺寸)在原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上增加20分計(jì)算確定；縮短至1200士2(TC高溫階段時(shí)的升溫時(shí)間和保溫時(shí)間，縮短的總時(shí)間為在原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上每100mm(有效尺寸)減少15分鐘計(jì)算確定；(3)鍛件成形時(shí)，第一火次變形量《30%，鋼錠出坯，輕擊鋼錠，使粗大晶粒、塊狀物等初步破碎，第二火次開始變形量控制在30%70%，鍛坯反復(fù)鐓粗，然后沖孔、擴(kuò)孔、拉延、脹制、整型，使鍛造比達(dá)到10以上，其中最后一火的鍛造溫度1150780°C，最后一火次的終鍛溫度為800780°C，最后一火次變形量>30%;(4)鍛件在85070(TC熱爐中冷卻，熱處理狀態(tài)為正火+回火。采用上述方案后，本發(fā)明所述主蒸氣進(jìn)出口接管鍛件晶粒細(xì)小且均勻，流線隨形分布、順暢、不被切斷，加工余量小，最主要是提高了接管的綜合力學(xué)性能、耐髙溫高壓能力、抗腐蝕能力、使用壽命及安全可靠性。可滿足百萬千瓦級(jí)核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣接管使用要求。圖1是本發(fā)明核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是圖1所示接管俯視圖；圖3是圖2沿B-B剖面旋轉(zhuǎn)視圖。具體實(shí)施方式如圖所示是本發(fā)明所述核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管一種實(shí)施例零件結(jié)構(gòu)示意圖，所述接管為帶流線型凸沿的空心接管，該接管流線隨形分布，鍛件接近零件尺寸，該零件大端外徑①2700mm，壁厚55mm，小端外徑O1380mm，壁厚75mm，高度838mm，鍛件重量8000kg，通過下述鍛制方法整體鍛制而成該接管的鍛制過程為(1)材料準(zhǔn)備精選Cr、Mo、Cu、Nb、V、P、S等夕L糸3里'IKtfJVL;貝促、MT斗；沆'a萬T丌<尋所選矛孑木斗1七學(xué)成份滿足下表要求表lSA-350LF2CL2化學(xué)成份(wt。/0<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(2)鍛坯加熱延長(zhǎng)中溫階段(800850°C)的保溫時(shí)間，按每100mm(鍛坯有效尺寸)在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上增加20分計(jì)，其延長(zhǎng)的中溫保溫時(shí)間為200分鐘，總時(shí)間為8小時(shí)，使鍛坯受熱均勻，并保證鍛坯心部充分熱透、提高鍛坯的熱塑性，縮短高溫階段(1200土2(TC)的升溫時(shí)間和保溫時(shí)間，按每100mm(鍛坯有效尺寸)在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上減少15分鐘計(jì)，其縮短的高溫階段升溫時(shí)間和保溫時(shí)間為150分鐘，升至高溫階段的時(shí)間和保溫時(shí)間分別為2小時(shí)和2.5小時(shí)，以保證進(jìn)出口接管鍛坯不產(chǎn)生過熱、過燒、晶粒粗大等缺陷。(3)鍛件成形第一火次變形量小于25%，鋼錠出坯，以較小的變形量輕擊鋼錠，使粗大晶粒、塊狀物等初步破碎。第二火次開始增大鍛坯的變形量(變形量控制在30%70%)，鍛坯反復(fù)鐓粗、拔長(zhǎng)3次，然后沖孔、擴(kuò)孔、拉延、脹制、整型，使鍛造比達(dá)到10以上。為避免再結(jié)晶時(shí)晶粒粗大，最后一火的鍛造溫度115078(TC，最后一火次的終鍛溫度為800780°C，最后一火次變形量40%，以保證鍛件具有細(xì)小的晶粒。(4)鍛件的冷卻和鍛后熱處理鍛件在熱爐(850700°C)中冷卻，熱處理狀態(tài)為正火+回火。該接管可用于百萬千瓦級(jí)核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口處。鍛件單邊加工余量不大于3mm。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的接管鍛件力學(xué)性能完全滿足SA-350LF2標(biāo)準(zhǔn)要求。測(cè)得的力學(xué)性能指標(biāo)見下表所示表2SA-350LF2CL2拉伸試驗(yàn)要求指標(biāo)及實(shí)測(cè)值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3SA-350LF2CL2KV沖擊試驗(yàn)指標(biāo)及實(shí)測(cè)值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>無損檢測(cè)按SA788T和SA388標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。經(jīng)檢驗(yàn)，接管滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。金相按國(guó)標(biāo)檢測(cè)非金屬夾雜物總量<3.0，晶粒度達(dá)57級(jí).滿足要求?？傊捎蒙鲜黾夹g(shù)方案制得的蒸氣進(jìn)出口接管鍛件流線隨形分布、順暢，使鍛件流線完整不被切斷，提高了鍛件的綜合力學(xué)性能，提高鍛件的使用壽命，提高安全性、可靠性，加工余量小(比傳統(tǒng)方法一減少1/71/8)，加工周期短(比傳統(tǒng)方法縮短1/51/6，提高了接管的耐高溫高壓能力、抗腐蝕能力，晶粒細(xì)小且均勻。滿足ASME標(biāo)準(zhǔn)要求。權(quán)利要求1、一種核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管，該接管為帶流線型凸沿的空心接管，其特征在于該接管流線隨形分布，鍛件接近零件尺寸，預(yù)留單邊加工余量不大于3mm，通過下述鍛制方法整體鍛制而成(1)材料準(zhǔn)備，選取的原材料化學(xué)成份及重量百分比滿足下述要求C≤0.30、Mn0.60-1.35、Si0.15-0.30、P≤0.035、S≤0.040、Ni≤0.40、Cr≤0.30、Mo≤0.12、Cu≤0.40、Nb≤0.02、V≤0.03、Cr+Mo≤0.32、Cr+Mo+Cu+Nb≤1.00；(2)鍛坯加熱，升至800～850℃中溫階段時(shí)，延長(zhǎng)保溫時(shí)間，延長(zhǎng)的總時(shí)間按鍛件每100mm在原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上增加20分計(jì)算確定；至1200±20℃高溫階段時(shí)，縮短升溫時(shí)間和保溫時(shí)間，縮短的總時(shí)間為在原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上每100mm減少15分鐘計(jì)算確定；(3)鍛件成形，第一火次變形量≤30％，鋼錠出坯，輕擊鋼錠，使粗大晶粒、塊狀物等初步破碎，第二火次開始變形量控制在30％～70％，鍛坯反復(fù)鐓粗、拔長(zhǎng)3次，然后沖孔、擴(kuò)孔、拉延、脹形、整型，使鍛造比達(dá)到10以上；其中最后一火的鍛造溫度1150～780℃，最后一火次的終鍛溫度為800～780℃，最后一火次變形量≥30％；(4)鍛件在850～700℃熱爐中冷卻，熱處理狀態(tài)為正火+回火。2.一種如權(quán)利要求1所述核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管的鍛制方法，該方法包括材料準(zhǔn)備、鍛坯加熱、鍛件預(yù)成形、鍛件終成形，鍛件冷卻及熱處理步驟，其特征在于(1)材料準(zhǔn)備時(shí)，選取的原材料化學(xué)成份及重量百分比滿足下述要求C《0.30、MnO.60-1.35、Si0.15-0.30、P《0.035、S《0.040、Ni《0.40、Cr《0.30、Mo《0.12、Cu《0.40、Nb《0.02、V《0，03、Cr+Mo《0.32、Cr+Mo+Cu+NbC00;(2)鍛坯加熱時(shí)，延長(zhǎng)80085(TC中溫階段時(shí)的保溫時(shí)間，延長(zhǎng)的總時(shí)間按鍛件每100mm在原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上增加20分計(jì)算確定；縮短至1200土2(TC高溫階段時(shí)的升溫時(shí)間和保溫時(shí)間，縮短的總時(shí)間為在原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上每100mm減少15分鐘計(jì)算確定；(3)鍛件成形時(shí)，第一火次變形量《30%，鋼錠出坯，輕擊鋼錠，使粗大晶粒、塊狀物等初步破碎，第二火次開始變形量控制在30%70%，鍛坯反復(fù)鐓粗、拔長(zhǎng)3次，然后沖孔、擴(kuò)孔、拉延、脹形、整型，使鍛造比達(dá)到10以上；其中最后一火的鍛造溫度115078(TC，最后一火次的終鍛溫度為800780°C,最后一火次變形量》30%;(4)鍛件在85070(TC熱爐中冷卻，熱處理狀態(tài)為正火+回火。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管的鍛制方法，其特征在于鍛件成形過程中拉延、脹形時(shí)'，采用專用模具，使接管鍛件單邊余量小于3mm。全文摘要一種核電站蒸氣發(fā)生器主蒸氣進(jìn)出口接管及其鍛制方法，該接管整體鍛制，流線隨形分布，鍛件接近零件尺寸，單邊加工余量不大于3mm。鍛制方法包括材料準(zhǔn)備、鍛坯加熱、鍛件預(yù)成形、鍛件終成形，鍛件冷卻及熱處理步驟，鍛件在鍛造加熱過程中采用延長(zhǎng)中溫階段的保溫時(shí)間，縮短高溫階段的加熱時(shí)間和保溫時(shí)間，控制變形量及鍛造比，使接管鍛件接近零件加工尺寸，解決了傳統(tǒng)制造方法的不足之處，使其非金屬夾雜物、晶粒度等都完全滿足ASME標(biāo)準(zhǔn)要求，提高接管安全性、可靠性及綜合力學(xué)性能，保證了接管使用壽命。本發(fā)明所述接管適用于百萬千瓦級(jí)核電站蒸氣發(fā)生器的進(jìn)出口處。文檔編號(hào)F22B37/00GK101398165SQ20081006895公開日2009年4月1日申請(qǐng)日期2008年10月30日優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日發(fā)明者萬東海,令張,洪大鈞,王宗華,趙和安,龍開芬申請(qǐng)人:貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司