[发明专利]带支管嘴的核电主管道管坯的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及加工核电主管道的锻造工艺方法，特别是涉及一种用于AP1000(第三代先进压水堆)核电站的带支管嘴的核电主管道管坯的锻造方法。

背景技术

根据我国中长期核电发展规划，到2020年我国核能发电总量将达到4000万千瓦。为了适应我国核电发展的速度，跟上世界核电技术的发展趋势，目前已经从美国西屋公司引进了核电发展的第三代技术——AP1000核电技术。作为AP1000的示范工程，浙江三门和山东海阳核电站的工程建设已经启动。而主管道是核岛中七大关键设备之一，被称为核电站的“主动脉”。作为核岛核安全1级重大设备，主管道制造国产化的实现将有效促进我国核电产业的发展。

因此，我国正在积极研究主管道的锻造方法。其中，热锻中两个互为45度角的支管嘴锻造控制一直是难点之一。

目前世界范围内尚无成功投入使用的AP1000核电站，依据两示范工程进行的AP1000主管道试制在世界范围内是第一次。根据美国西屋公司提供的信息，意大利参与此次试制的IBF公司未能很好解决AP100主管道制造问题，国内几家参与试制的单位也尚未解决。因此，对主管道支管嘴的控制属世界难题，在国内外尚无先例，如能解决，在此项技术上应属于世界领先水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于带支管嘴的核电主管道管坯的锻造方法，能准确地锻造出主管道管壁上两个互为角度的支管嘴，而且支管嘴的性能稳定，符合AP1000核电站的设计要求。

为解决上述技术问题，本发明的带支管嘴的核电主管道管坯的锻造方法包括如下步骤：

第一步，滚压、压把；将电渣重熔钢锭加热到1180～1220℃，轻压钢锭表面，单面压下量20～50mm，提高表面塑性，避免产生裂纹；压钳把；

第二步，镦粗，将电渣重熔钢锭温度加热到1180～1220℃，经过镦粗使其锭身高度由3120mm变为1500±50mm，锻造比达到1.4以上；镦粗过程中使电渣重熔钢锭的温度始终保持在930～1220℃范围内；

第三步，拔长，将电渣重熔钢锭温度加热到1180～1220℃，拔长锭身至3310±50mm，其截面形状为正八边形，以确定支管嘴的方向，锻造比达到1.5以上，支管嘴的高度由截面为正八边形面积大小确定；拔长过程中使电渣重熔钢锭的温度始终保持在930～1220℃范围内；

第四步，号印，将电渣重熔钢锭温度加热到1180～1220℃，按各段重量分料，分料时需要考虑支管嘴与直管段的高度差；

第五步，拔长；将电渣重熔钢锭温度加热到1180～1220℃，将直管段拔至直径1250±25mm，锻造比达到1.5以上；拔长过程中使电渣重熔钢锭的温度始终保持在930～1220℃范围内；

第六步，拔支管嘴，将电渣重熔钢锭温度加热到1180～1220℃，截面为正八边形的相邻两条边的法线成45度角，在相邻的两个面上拔出的两支互为45度的支管嘴，并修整各段形状尺寸以满足锻件设计要求，锻造比达到1.3以上；拔长过程中使电渣重熔钢锭的温度始终保持在930～1220℃范围内。

由于AP1000核电站主管道的管壁上具有两个互为45度的支管嘴，锻造时两个支管嘴之间的夹角需要精确控制，且要保证一定变形量，是本领域目前所需克服的技术难题。采用本发明的方法，由于采用特殊的号印及定向方式，可使两支管嘴的角度准确，支管嘴部位的材料致密，金属流线分布合理，获得稳定性能。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是70T电渣重熔锭的外形及尺寸示意图；

图2是经过镦粗的锻件示意图；

图3经过拔长的锻件示意图；

图4经过号印分料、拔直段后的锻件示意图；

图5锻造后的锻件示意图。

具体实施方式

AP1000核电站主管道的材料为TP316LN(见ASME规范第II卷，SA-336)，直管的外径为965mm，内径为785mm，支管嘴高度为387mm，支管嘴的直径为616mm。整个主管道支管嘴锻造的最大难点是它的两个支管嘴不在一个平面内，两个支管嘴互为45度角(参见图5中的A向视图，其中标注的1#和2#分别表示两个支管嘴，由图可以看出两个支管嘴之间的夹角为45度)，且对晶粒度要求较高。因此，对主管道支管嘴的锻造要采用特殊的工艺方法。

在一实施例中使用16500吨油压机，对材料为TP316LN的电渣重熔钢锭进行锻造，包括如下步骤：