[发明专利]一种核主管道制造方法

说明书

技术领域

本发明属于核主管道的锻造工艺方法技术领域，涉及到一种垂直挤压制坯、轴向补料、径向挤压成形的核主管道制造方法。

背景技术

AP1000核主管道是AP1000核电站的核安全一级关键设备，为确保AP1000核电站的安全可靠性和核电站整体寿命，美国西屋公司对AP1000主管道的设计和制作技术提出了严格的技术要求，AP1000主管道产品的制造技术是国际上公认的技术难题，其中两个互为45°角的支管的锻造控制一直是难点之一。由于核电锻件的复杂形状和特殊性能要求，长期以来世界上只有日本、法国等少数国家掌握核电不锈钢主管道及复杂管件的极限锻造技术。国内只有二重、渤海船舶重工研制出核电不锈钢主管道产品件，一重研制出全尺寸模拟验证件。但是，目前国内外都是采用铸造或锻造实心锻件两种工艺方法制造，采用传统锻造工艺成型核电主管道实心锻件：

锻造过程通常需要10火次才能完成，锻造周期长达36～38天，机加工时天数(从锻件到成品件)约需5个月(车床30天，深孔20天，数控镗床100天)，即总周期6个半月；

锻造能耗(粗估)：煤气消耗10km³/h，实心锻件共消耗9600km³；

材料利用率(成品件重量/锻件重量)：AP1000主管道成品件重8.2吨，锻件重68吨(使用钢锭重119吨)，锻件材料利用率为11.8％。

由此可知，传统的锻造工艺周期长、能耗高、材料利用率低、生产效率低、制造成本极高。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种核主管道制造方法，利用这种方法可以使制造周期由6个半月缩短到3个月，使用钢锭由119吨降低到25吨，锻件重量由68吨减至16吨，锻件材料利用率由11.8％提高到50％，能量消耗则大幅度降低到原来的1/10，由于节约能源和缩短制造周期带来的成本降低更为可观。

本发明所采用的具体技术方案是：一种核主管道制造方法，关键是：所述的方法包括以下步骤：

a、切冒口水口，得到圆柱形的钢坯备用；

b、鐓粗、穿孔：利用加热炉将步骤a得到的钢坯加热到1000～1200℃，利用压力为1.6万吨的制坯机对钢坯进行鐓粗、沿钢坯轴向穿孔，锻造比为3，钢坯的孔径为300mm；

c、挤压得到钢管：利用加热炉将步骤b得到的钢坯加热到1000～1200℃，利用挤压力为5万吨的立式挤压机将钢坯的长度拔长，锻造比为2，孔径为300mm，得到钢管；

d、挤压支管：利用加热炉将步骤c得到的钢管加热到1000～1200℃，利用支管挤压成型模具和挤压力为5万吨的立式挤压机在钢管上挤压出支管，钢管的长度被压缩，锻造比为2，孔径为300mm。

e、弯曲成型：利用加热炉将步骤d得到的钢管加热到1000～1200℃，利用弯曲成型模具和挤压力为5万吨的立式挤压机使钢管弯曲变形，钢管弯曲所形成的夹角为60～70°；

f、固溶热处理：将步骤e得到的钢管加热到1050℃，保温4～5h，然后放到冷水中保持30min；

g、打磨：利用布砂轮对步骤f得到的钢管内外表面进行打磨，使钢管内外表面的粗糙度小于3.2；

h、检测、标识、入库，得到所需的管道。

本发明的有益效果是：支管挤压成型模具、弯曲成型模具结构简单，使用方便，与传统的锻造实心铸件相比，先将钢坯鐓粗、穿孔，然后利用支管挤压成型模具、弯曲成型模具、制坯机、立式挤压机实现了垂直挤压制坯、轴向补料、径向挤压成形的制造方法，可以使制造周期由6个半月缩短到3个月，使用钢锭由119吨降低到25吨，锻件重量由68吨减至16吨，锻件材料利用率由11.8％提高到50％，能量消耗则大幅度降低到原来的1/10，由于节约能源和缩短制造周期带来的成本降低更为可观。

附图说明

图1为本发明中支管挤压成型模具的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中上模具的主视图。

图4为图1中下模具的主视图。

图5为图1中下模具的俯视图。

图6为本发明中弯曲成型模具的主视图。

图7为取下上压板后弯曲成型模具的主视图。

图8为图6中托板的结构示意图。

图9为图6中上压板的左视图。