[发明专利]一种管坯

说明书

技术领域

本发明涉及制管技术领域，具体而言，涉及一种管坯。

背景技术

第三代先进大型AP1000压水堆核电站，是目前世界二代和二代加核电站的更新换代机型。其主管道弯曲变形程度大，且靠近弯曲部位有两个互成45°的管嘴，制造难度较大主要存在以下技术难题：

首先，管材的弯曲变形程度，取决于相对弯曲半径R/D和相对厚度t/D的数值大小（R为弯曲半径，D为管件的名义外径，t为管坯壁厚）。R/D和t/D越小，表示弯曲变形程度越大。当变形程度过大（即R/D和t/D过小）时，弯曲中层的最外侧管壁会产生过度变薄，最内侧管壁将明显增厚。我国有关标准在这方面的规定是：R=3.5D时，外侧壁的拉薄不大于15%；R=5D时，外侧壁拉薄不大于10%。而上述主管道成品管件的名义外径D＝952.5mm，弯曲半径R＝1429.3mm为例，其R=1.5D，属于小R的管件弯曲，因此，主管道弯曲变形后，存在弯曲段内侧壁厚增厚、外侧壁厚减薄严重的问题。且主管道的材质一般为TP316LN，其弹性模量比之碳钢、一般合金钢要低，拉薄、增厚现象更为明显。

其次，上主管道在弯曲后，两管嘴间的夹角往往会偏离要求的45°角。造成这种现象的原因是：此管件有两个管嘴，一个是直管嘴，处于弯管内侧长端直线段的母线上，另一个是斜管嘴，处于短端直线段45°方向母线上。弯管过程中，弯曲弧内侧金属受挤压，外侧弧金属受拉伸。很显然，直管嘴受内弧段金属挤压的作用，阻碍了金属在直管嘴方向的增厚；而斜管嘴处在内侧弧（如上所述为增厚）和外侧弧（如上所述为减薄）之间，阻碍金属向短端挤压增厚的力小于直管嘴，同时，由于受斜管嘴的阻碍较小，内侧弧段金属受挤压，向内侧弧段—直线段母线流动，在上、下边缘金属的作用下，这必然迫使斜管嘴出现自转、绕管体向45°方向偏转的趋势。因此，若弯前斜两管嘴夹角为45°，由于弯曲过程斜管嘴自身发生偏转，则弯后必然偏离45°角。

再次，上述主管道的管坯弯曲后，弯曲段往往会发生一定程度的缩径，即外径减小的现象。

此外，上述主管道的管坯弯曲后，因管嘴位置发生变化，导致弯曲中心线的长度难以控制，即弯管过程中，弯曲弧内侧金属受挤压、外侧弧金属受拉伸，迫使斜管嘴出现自转偏离，则弯曲中心线长度出现变长现象。

以上这些问题的存在，一定程度上阻碍了AP1000主管道及CAP1400主管道的制造，进而影响了核电事业的发展。

现有技术中，有采用对整个管体加热，即采用1000℃左右高温对全管体加热，且管坯尺寸弯曲部分的直径大于弯曲后的直径，然后进行弯曲，虽然能够部分解决上述外径减小的现象，但是仍然不能解决拉薄、增厚现象；管嘴偏移现象；中心线拉长现象。为此，在弯曲进行大加工量的机加工，对增厚部位进行修复。

因此，上述现有技术方案存在以下弊端：

1.现有技术采用整个管体加热，且弯曲后存在较大加工余量、能耗高，且热状态下不易操作；

2.现有技术方案在管壁增厚减薄、管嘴夹角、弯曲中心线变长的问题上无法保证，解决问题的难度和成本较高，且成品的合格率很低。

因此，对于上述主管道，目前国内外还没有成熟的制造技术。研发主管道的制造技术，对于核电事业的发展至关重要。

发明内容

为了克服上述相关技术中存在的技术问题，本发明提供了一种管坯，通过对管坯壁厚的增厚减薄预补偿技术处理、对管坯两个管嘴夹角的预处理及对两管嘴中心距的预补偿，保证弯管后的各项参数符合设计要求，同时弯管过程中无需加热，节约能源及成本，解决了目前核电发展的瓶颈问题。