核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，包括：选取核电主蒸汽超级管道的管坯；在管坯上加工出预制孔；将管坯安装在底胎的定位凹槽内，并使预制孔朝上放置；安装动力部件、凸模、上模和加热部件并使上模内用于成形管嘴的模制孔的轴线、加热部件的中心、预制孔的轴线和凸模的轴线在同一铅垂线上；控制加热部件对预制孔的变形区进行加热，到一定温度后移开加热部件并将上模下移贴合在管坯上；动力部件推动凸模向上运动顶拔变形区一次成形为管嘴。本发明专利技术提供的核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺可在管坯上一小时内制成出管嘴，有效提高了管嘴成形效率。

【技术实现步骤摘要】
核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺
本专利技术涉及核电设备领域，具体而言，涉及核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺。
技术介绍
核电主蒸汽超级管道是核电二级管道，指反应堆安全壳外从主蒸汽管线的安全壳机械贯穿件起，至主蒸汽管线横向限制件下游第一道焊缝止的一段饱和蒸汽管道，内部输送8.5MPa的饱和蒸汽，设计温度为316°C。核电主蒸汽超级管道热工参数高，焊缝多，受力复杂，尤其在事故工况下所受冲击力大，为了确保核电站的安全，核电主蒸汽超级管道必须具有较高的安全性。为此对核电主蒸汽超级管道的设计，材料的选择，加工制造，以及试验，验收等方面提出特定的要求，其接管为整体成形的挤压式管嘴。核电主蒸汽超级管道由四根管道组成，每根管道(即:核电主蒸汽超级管道)都包括主管、支管(即:管嘴)，单根主管的长度约4.5m，管嘴包括四种规格，分别是1号管嘴:夕卜径C>243mm、壁厚23mm、高度45mm ；2号管嘴:外径C>89mm、壁厚8mm、高度30mm ；3号管嘴:外径Φ 114mm、壁厚9mm、高度35mm ；4号管嘴:外径Φ 168mm、壁厚15mm、高度41mm。由于管嘴在主管上一体挤压成形，首先，各个管嘴的尺寸设计必须满足RCC-M (RCC-M是法国《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》)中关于开孔补强的要求，其次，管嘴的力学性能不能低于母材的性能。由于管道的管嘴与主管为一体成形，单根主管比较长，主管可以采用锻造、挤压或轧制成型，要求总锻造比必须大于3。根据所成形的管嘴尺寸，在主管上开出预制孔，然后再对预制孔周围局部区域加热，利用工装模具成形对应管嘴。相关技术采用的管嘴制造工艺为:材料采购和复检——母管划线——加工管坯预制孔——调运、安装工装设备——第一次火焰加热变形区——借用压机，第一个凸模拉拔成形——第二次火焰加热变形区——借用压机，第二个凸模拉拔成形——第三次火焰加热变形区——借用压机，第三个凸模拉拔成形——第四次火焰加热变形区——借用压机，第四个凸模拉拔成形——第五次火焰加热整个管嘴——整形整个管嘴——检查管嘴。整个工艺成形一个管嘴流程长，所需时间长(近4小时)，且流程复杂，管嘴加热次数和成形道次较多，对管嘴的冲击韧性影响较大，而且能源浪费较多，几次拉拔成形过程还影响到管嘴的精度，故还需要附加一道整形工艺。
技术实现思路
为解决上述技术问题或者至少之一，本专利技术提供了一种核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，能够一次成形核电主蒸汽超级管道的单个管嘴，成形后的管嘴尺寸规格、力学性能和晶粒度都满足技术要求；而且，一次成形与多次成形的工艺相比，工艺流程短(成形一个管嘴的时间不足1小时)，而且不影响材料的冲击韧性，成形管嘴的精度也较高，此种工艺适合不同种规格的管嘴制作；另外，本工艺采用电磁感应加热或电接触加热的方法，还可大大提高加热效率，且该种方法热影响区小、氧化烧损较小。有鉴于此，本专利技术提供了一种核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，包括:步骤101，选取所述核电主蒸汽超级管道的管坯；步骤103，在所述管坯上加工出Φ 50?Φ 100mm的预制孔；步骤104，将所述管坯安装在底胎的定位凹槽内，并使所述预制孔朝上放置；将动力部件和凸模安装在所述管坯内所述预制孔的下方，且所述凸模位于所述动力部件和所述预制孔之间并固定在所述动力部件上；上模和加热部件置于所述预制孔的上方并上下布置；并使所述上模内用于成形所述管嘴的模制孔的轴线、所述加热部件的中心、所述预制孔的轴线和所述凸模的轴线在同一铅垂线上；步骤105，控制所述加热部件对所述预制孔的变形区进行加热，使所述预制孔的变形区的温度在0?60min内升至750?1150°C之后，移开所述加热部件并将上模下移使所述上模贴合在所述管坯上；所述动力部件推动所述凸模向上运动沿所述上模内的所述模制孔顶拔所述预制孔的变形区，使所述预制孔的变形区一次成形为所述管嘴，所述凸模顶拔所述管坯时，所述预制孔变形区的变形速率不大于1/s，且所述预制孔变形区的变形量不小于 25%。本专利技术提供的核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，能够一次拉拔成形核电主蒸汽超级管道的一个管嘴，成形后的管嘴尺寸规格、力学性能和晶粒度都满足技术要求；而且，一次成形与多次成形的工艺相比，工艺流程短(成形一个管嘴的时间不足1小时)，而且不影响材料的冲击韧性，成形管嘴的精度也较高，此种工艺适合不同种规格的管嘴制作；另外，本工艺采用电磁感应加热或电接触加热的方法，还可大大提高加热效率，且该种方法热影响区小、氧化烧损较小。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤101和所述步骤103之间，还包括:步骤102，对选取的所述管坯的尺寸和力学性能参数进行复检，以保证制成的核电主蒸汽超级管道能够满足使用。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤105之后，还包括:步骤106，对成形的所述管嘴的表面质量、尺寸、力学性能参数、晶粒度进行检测，以及所述管嘴成形后对所述管坯管端内径的椭圆度进行检测，可进一步保证使用的核电主蒸汽超级管道的安全性能。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤102中，所述管坯的尺寸包括管坯的外径、壁厚和长度；所述管坯的力学性能参数包括抗拉强度、屈服强度和冲击韧性。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤106中，所述管嘴的表面质量包括裂纹、重叠、划痕、凹陷和凸起；所述管嘴的尺寸包括外径、壁厚、高度、内过渡圆角和外过渡圆角。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤102中，所述管坯的外径为Φ813?Φ816πιπι、厚度为46?49mm，所述管坯的抗拉强度为470?570MPa、屈服强度不小于275MPa、冲击韧性不小于60J ;在所述步骤106中，所述管嘴的力学性能参数不低于所述管坯的力学性能参数，所述管嘴的晶粒度细于5级，所述管嘴成形后所述管坯管端内径的椭圆度小于0.5%。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤103中，先在所述管坯的外壁面上划线并标记所述预制孔的位置，再加工出所述预制孔，这样可精确定位预制孔的位置，且能够保证加工出的多个预制孔之间的公差在-1?1mm内。根据本专利技术的一个实施例，所述上模上的定位凹槽、所述底胎上的定位凹槽均与所述管坯的外壁面相匹配，可保证所述管嘴成形后所述管坯椭圆度，所述凸模的外径尺寸与所述管嘴的内径尺寸相匹配、所述上模内的所述模制孔的内径尺寸与所述管嘴的外径尺寸相匹配，即:所述凸模伸入所述模制孔内之后，所述凸模与所述模制孔之间的距离与所述管嘴的壁厚相匹配。根据本专利技术的一个实施例，所述加热部件采用电磁感应加热或电接触加热的方式加热，此种加热方式效率高而且节能环保，可有效缩短工艺流程以实现生产管嘴高效化，并可减小热影响区和氧化损耗。根据本专利技术的一个实施例，所述动力部件为千斤顶或压机，可降低对动力部件的要求，并可降低能耗，以实现绿色环保的目的。综上所述，本专利技术提供的核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，能够一次成形核电主蒸汽超级管道的单个管嘴，成形后的管嘴尺寸规格、力学性能和晶粒度都满足技术要求；而且，一次成形与多次成形的工艺相比，工艺流程短(成形一个管嘴的时间不足1小时)，而且不影响材料的冲击韧性，成形管嘴的精度也较高，此种工艺适合不同种规格的管嘴制作；另外，本工艺采用电磁感应加热或电接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，其特征在于，包括：步骤101，选取所述核电主蒸汽超级管道的管坯；步骤103，在所述管坯上加工出φ50～φ100mm的预制孔；步骤104，将所述管坯安装在底胎的定位凹槽内，并使所述预制孔朝上放置；将动力部件和凸模安装在所述管坯内所述预制孔的下方，且所述凸模位于所述动力部件和所述预制孔之间并固定在所述动力部件上；上模和加热部件置于所述预制孔的上方并上下布置；并使所述上模内用于成形所述管嘴的模制孔的轴线、所述加热部件的中心、所述预制孔的轴线和所述凸模的轴线在同一铅垂线上；步骤105，控制所述加热部件对所述预制孔的变形区进行加热，使所述预制孔的变形区的温度在0～60min内升至750～1150℃之后，移开所述加热部件并将上模下移使所述上模贴合在所述管坯上；所述动力部件推动所述凸模向上运动沿所述上模内的所述模制孔顶拔所述预制孔的变形区，使所述预制孔的变形区一次成形为所述管嘴，所述凸模顶拔所述管坯时，所述预制孔的变形区的变形速率不大于1/s，且所述预制孔的变形区的变形量不小于25%。

【技术特征摘要】
1.核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，其特征在于，包括:步骤101，选取所述核电主蒸汽超级管道的管坯；步骤103，在所述管坯上加工出Φ50~Φ 100mm的预制孔；步骤104，将所述管坯安装在底胎的定位凹槽内，并使所述预制孔朝上放置；将动力部件和凸模安装在所述管坯内所述预制孔的下方，且所述凸模位于所述动力部件和所述预制孔之间并固定在所述动力部件上；上模和加热部件置于所述预制孔的上方并上下布置；并使所述上模内用于成形所述管嘴的模制孔的轴线、所述加热部件的中心、所述预制孔的轴线和所述凸模的轴线在同一铅垂线上；步骤105，控制所述加热部件对所述预制孔的变形区进行加热，使所述预制孔的变形区的温度在0~60min内升至750~1150°C之后，移开所述加热部件并将上模下移使所述上模贴合在所述管坯上；所述动力部件推动所述凸模向上运动沿所述上模内的所述模制孔顶拔所述预制孔的变形区，使所述预制孔的变形区一次成形为所述管嘴，所述凸模顶拔所述管坯时，所述预制孔的变形区的变形速率不大于1/s，且所述预制孔的变形区的变形量不小于 25%。2.根据权利要求1所述的核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，其特征在于，在所述步骤101和所述步骤103之间，还包括:步骤102，对选取的所述管坯的尺寸和力学性能参数进行复检。3.根据权利要求2所述的 核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成形工艺，其特征在于，在所述步骤105之后，还包括:步骤106，对成形的所述管嘴的表面质量、尺寸、力学性能参数、晶粒度进行检测，以及所述管嘴成形后对所述管坯管端内径的椭圆度进行检测。4.根据权利要求3所述的核电主蒸汽超级管道的管嘴一次成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜艳梅，杨艳子，王雅明，马晓梅，马忠良，金菊荪，沈克林，史巨元，
申请(专利权)人：北京首宏钢重型装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：