[发明专利]核设备封头的制造方法

说明书

本发明提供了一种核设备封头的制造方法，该制造方法主要是通过对Q245R钢板、焊材化学成分以及力学性能的前期控制来选择母材和焊材，并通过冲压应力分析，改变现有的热处理方式，保证冲压热处理后各种性能指标满足核电封头要求。本发明提供的上述制造方法实现自行制造核设备封头，填补了国内核设备厚大封头的制造空白。

技术领域

本发明涉及一种封头的制造方法，尤其是一种核设备封头的制造方法。

背景技术

中国将大力发展核电站，核电站的中对封头的需求非常广泛。由于核电站的运转涉及到人生财产安全，对安全的控制非常严格，所以核电站的主要部件，一般依靠进口。其中对封头的要求亦及其严格，且封头加工必须为热加工。随着中国国内核电站的快速发展，对核电用封头的需求也越来越多，如果从国外进口该类封头，势必影响核电站的发展速度，也会受国外的环境制约，加工时间长、外购成本高。

所以，核电“走出去”在中国已经上升为国家战略。实现中国由核电大国向核电强国的转变，一个重要标志是拥有自主知识产权的核电技术，并实现“走出去”。为此，中国研制出了第一套具有自主知识产权的核设备。然而，该核设备中使用的规格为EHA4270*64mm、材质为Q245R的封头在制造的过程中存在以下问题：当增加长时间的焊后模拟热处理时，现有的成型方式力学性能所无法满足核电使用要求；现有的国标钢板用于核电封头，力学性能、化学成分不稳定。

发明内容

由鉴于此，确有必要提供一种核电设备封头的制造方法，以解决上述问题。

本发明提供的技术方案主要是通过对钢板、焊材化学成分，力学性能的前期控制，冲压应力分析，改变现有的热处理方式，保证冲压热处理后各种性能指标满足核电设备厚大封头要求，其中，厚大封头的厚度＞50 mm，直径＞4 m。具体地，本发明提供的技术方案为：

一种核设备封头的制造方法，其包括以下步骤：

选择母材 选择符合国标的Q245R钢板作为母材，且所述母材的力学性能在经过280℃-320℃的热处理后比在常温下提高20%-50%；

选择焊材 选择与所述母材相同的Q245R钢板原材料作为焊材，对所述焊材进行热处理模拟试验并检测力学性能，且检测得到的力学性能符合封头的对应力学性能指标，其中，所述热处理模拟试验采用的热处理工艺参数为：正火处理温度900-930℃、正火处理时间240-280 min、回火处理温度600-630℃、回火处理时间90-110 min、退火处理温度600-650℃和退火处理时间9.5-10.5 h；

模拟仿真 采用模拟仿真软件模拟封头产品成型过程，选择得到封头压制参数；

焊接处理 采用所述焊材将多个所述母材焊接在一起，并对焊缝进行射线探伤，排除所述焊缝中的缺陷，得到无缺陷焊接试件；

冲压处理 根据所述模拟仿真的步骤中选择得到的所述封头压制参数，将所述无缺陷焊接试件随封头产品进行压制，得到冲压试件；

热处理 依据所述选择焊材的步骤中采用的所述热处理工艺参数，先对所述冲压试件在900-930℃正火处理240-280 min，再在600-630℃回火处理90-110 min，然后在600-650℃退火处理9.5-10.5 h，之后进行力学性能测试，筛选出力学性能合格的封头试件；

制备成品 对所述封头试件依次进行表面处理、无损检测和尺寸测量处理，以得到封头成品。

其中，本文中的所述封头可以是指核电疏水箱封头、核电汽水分离器封头等厚大封头。所述焊接处理的步骤主要是将多个所述母材拼接在一起，然后再采用所述焊料将多个所述母材焊接在一起。

基于上述，所述焊材的长度不小于1000 mm，单边宽度不小于板厚的3 倍且不小于150 mm。其中，所述焊材与所述母材具有相同标准、相同牌号、相同厚度和相同热处理状态。