[发明专利]一种反应堆堆内构件整体式吊篮筒体结构成形方法

摘要

本发明属于反应堆结构设计领域，具体涉及一种反应堆堆内构件整体式吊篮筒体结构成形方法；本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种采用电熔增材制造技术，制造出反应堆堆内构件整体式吊篮筒体反应堆堆内构件整体式吊篮筒体结构成形方法；取消了各类板材、锻件以及焊材的生产，缩短了采购周期；取消了所有焊缝，包括吊篮筒体所有的全焊透连接焊缝和钴基合金耐磨堆焊技术，避免了结构的焊接变形，提高了成形质量；采用了整体成形的吊篮筒体，结构连续性好，力学性能更好；整体成形的吊篮筒体的结构材料性能均匀，尤其是结构厚度方向材料性能无差异；制造周期大幅度缩短，制造工艺大大简化。

主权项

1.一种反应堆堆内构件整体式吊篮筒体结构成形方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、选择电熔增材制造原材料，选择满足要求的Z2CN19‑10控氮丝材和辅料，丝材直径在0.8mm～4mm之间；步骤二、根据所需制造的堆内构件吊篮筒体结构的图纸，并考虑材料检验相关的检验取样尺寸余量，确定增材制造程序编写；步骤三、清理增材用基板表面，并打磨抛光基板表面；步骤四、采用以电弧为热源，以送丝熔覆方法进行堆芯下板(5)和径向支承键(6)的成形，逐层熔覆堆积，直到完成设计所需增材制造的尺寸，熔覆堆积时，电熔基体预热温度不低于15℃，道间温度不大于180℃；步骤五、堆芯下板(5)和径向支承键(6)打印成形后，采用同样方法完成下部筒体(4)、的成形，并在下部筒体(4)成型过程中，完成钴基合金耐磨堆焊(7)的成型，其中钴基合金耐磨堆焊(7)选择ERCoCr‑A(6级)丝材和辅料；步骤六、下部筒体(4)和钴基合金耐磨堆焊(7)打印成形后，采用与步骤4)相同的方法完成上部筒体(2)、出口管嘴(3)和吊篮法兰(1)的成形；步骤七、对电熔增材成形的整体式吊篮筒体结构进行固溶热处理，热处理制度为：(1000～1100)℃×(1～4)h+水冷，固溶热处理次数不超过2次，固溶热处理后的晶粒度等级为4～7级；步骤八、电熔增材成形后，对整体式吊篮筒体结构进行机加工，直至达到图纸要求的最终尺寸和表面粗糙度要求；步骤九、加工完成后，对整体式吊篮筒体结构进行尺寸稳定化处理，尺寸稳定化处理的温度为(400～450)℃×(6～12)h；步骤十、对整体式吊篮筒体结构进行液体渗透检验：(1)在整个液体渗透检验过程中，被检验件和渗透剂的温度应保持在10℃～50℃之间，液体渗透剂停留时间至少应为20分钟，且在整个渗透时间内，渗透剂必须保持湿润状态；(2)使用温度为10℃～45℃的去离子水去除多余的渗透剂，用干净海绵或吸水纸进行擦洗，也可用小于2bar的水冲洗，但要防止过清洗，采用自然干燥；(3)在待检表面干燥后涂敷一层又细又均匀的显像剂；(4)用裸眼在不小于500Lux光照下进行观察。必须在干燥后10～30分钟内评定完毕。步骤十一、液体渗透检验只记录大于2mm的缺陷显示，要求不允许出现以下缺陷：(1)线性显示缺陷；(2)最大尺寸大于4mm的圆形显示缺陷；(3)3个或3个以上缺陷显示在一条直线上，并且显示边与边之间的距离小于3mm；(4)面积为100cm²的矩形框范围内存在5个或5个以上显示，矩形框选择在显示最密集的区域且矩形框的最大边长不大于20cm。步骤十二、对整体式吊篮筒体结构进行超声波检验：(1)检测用探头的标称频率为1MHz～2.5MHz；(2)直探头的晶片直径为Φ10mm～Φ40mm，斜探头的晶片面积在300mm2～625mm2；(3)斜探头的折射角(K值)，一般为35℃～63℃(K0.7～K2)；(4)对比试块的晶粒大小和声学特性应与被检件大致相近，两者衰减系数的差值不大于4Db/m；(5)检测时耦合方式采用直接接触法，并根据实际情况进行耦合补偿、衰减补偿和曲面补偿。步骤十三、超声波检验不允许出现以下缺陷：(1)任何体积型显示，其缺陷反射波最大幅度H_d>参照试块圆孔上反射波幅值H_r/2，其长度等于或大于100mm；(2)连续未熔合显示，其反射波高大于等于参考波高。