CN102825190B - 核电设备厚管板的锻造压实方法 - Google Patents

核电设备厚管板的锻造压实方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电设备厚管板的锻造压实方法，使用16500吨液压机，将材料为SA-508中的Grade3Class2，重量为230±20吨的电渣锭锻造成为直径不小于4000mm，厚度不小于1000mm的管板，具体方法为：步骤一，宽平砧强压法一次拔长；步骤二，一次差温压实法锻压；步骤三，一次镦粗；步骤四，宽平砧强压法二次拔长；步骤五，二次差温压实法锻压；步骤六，拔圆落料；步骤七，二次镦粗；步骤八，360°旋转交叉锻压；步骤九，三次差温压实法锻压；步骤十，360°旋转交叉锻压完工。本发明通过两次镦粗拔长，并结合运用宽平砧强压法和差温压实法使特厚截面管板锻件整体锻透，压实效果好，变形均匀，晶粒细匀，性能稳定。

Description

核电设备厚管板的锻造压实方法
技术领域
本发明涉及一种锻造方法，具体涉及一种核电设备厚管板的锻造压实方法。
背景技术
目前，全球的核电产业进入了一个高速发展的时期，为了改善能源结构，各工业发达国家和发展中国家都在积极致力于核电的发展。美国将扩大核能作为国家能源政策的重要组成部分，目前在使用中的100多座核电站有相当部分需要进行更新换代；俄罗斯制定了较大规模的核电计划，已有5座机组在建设中；日本政府计划在2010年前新建13座核电站，2011年后再建7座核电站；亚洲除中、日、韩外还有11个国家分别提出要发展核电。2020年前，全球每年至少需要二十多套核电锻件，核电锻件的市场前景非常广阔。
我国虽然已从法、美等发达国家引进了先进的核电设计和制造技术，但却因为种种原因无法引进核电设备锻件的制造技术，甚至无法及时从国外采购锻件。所以只有通过原始创新，研制出超大型锻件，才能真正实现大型先进压水堆核电的国产化。
由于核电项目中对锻件的品质要求非常高，并且锻件重量较大，例如AP1000项目中蒸汽发生器需要使用的管板厚度超过1000mm，如果采用双真空钢锭进行锻造，则钢锭的重量将非常大，并且钢锭的质量也很难控制，所以需要研究采用其它原料及锻造方法制造这种厚截面的大型管板锻件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种核电设备厚管板的锻造压实方法，它可以利用电渣重熔钢锭制造出直径不小于4000mm，厚度不小于1000mm的特厚截面大型管板锻件。
为解决上述技术问题，本发明的核电设备厚管板的锻造压实方法的技术解决方案为：
使用16500吨液压机，将材料为SA-508中的Grade3Class2，重量为230±20吨的电渣锭锻造成为直径不小于4000mm，厚度不小于1000mm的管板，具体方法为：
步骤一，宽平砧强压法一次拔长；将2780～3300mm的长度拔长至4550～5420mm；拔长过程中，上平砧的宽度为W，锻件的高度为h，二者之比W/h为0.6～0.8，每两砧之间的接砧量为100～200mm，每砧的压下量为15～20％；此步骤的终锻温度不低于850℃；
步骤二，一次差温压实法锻压；将锻件表面冷至700～800℃后进行锻压，锻压时使用专用的中心压实砧，锻后切割顶部使锻件长度变为4150～5020mm；
步骤三，一次镦粗；将4150～5020mm的高度变为2900～3500mm；镦粗过程中锻件的温度始终保持在850～1220℃的范围内；
步骤四，宽平砧强压法二次拔长；将2900～3500mm拔长至3730～4500mm；此步骤的终锻温度不低于850℃；
步骤五，二次差温压实法锻压；将锻件表面冷至700～800℃后进行锻压，锻压时使用专用的中心压实砧；
步骤六，拔圆落料，落料长度Φ2500×4350～5330mm；
步骤七，二次镦粗；将4350～5330mm的高度变为2680～3290mm；镦粗过程中锻件的温度始终保持在850～1220℃的范围内；
步骤八，360°旋转交叉锻压；此步骤的终锻温度不低于850℃；
步骤九，三次差温压实法锻压；将锻件表面冷至700～800℃后使用专用的中心压实砧进行锻压；锻压时，先压锻件一端的中间区域，然后将整个端面压平，再将锻件翻身压另一端的中间区域，最后将整个端面压平；
步骤十，360°旋转交叉锻压完工；此步骤的终锻温度不低于850℃。
所述锻造过程中出现的裂纹要进行热态清理。
本发明通过两次镦粗拔长，并结合运用宽平砧强压法和差温压实法将电渣重熔钢锭制造成直径不小于4000mm，厚度不小于1000mm的特厚截面管板锻件，使锻件整体锻透，压实效果好，变形均匀，晶粒细匀，性能稳定。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是230±20吨电渣锭的示意图；
图2是经过一次拔长的锻件的尺寸示意图；
图3是经过一次差温压实法锻压的锻件的尺寸示意图；
图4是经过一次镦粗的锻件的尺寸示意图；
图5是经过二次拔长及差温压实法锻压的锻件的尺寸示意图；
图6是拔圆落料示意图；
图7是经过二次镦粗的锻件的尺寸示意图；
图8a、图8b是差温压实法实施过程的示意图；
图9是本发明核电设备厚管板的锻造压实方法的流程图。
具体实施方式
本发明核电设备厚管板的锻造压实方法，如图9所示，使用16500吨液压机，将材料为SA-508中的Grade3Class2，重量约为230±20吨的电渣锭，如图1所示，锻造成为直径为Φ4487.7mm，厚度为1035mm的AP1000管板锻件，锻造方法分为以下步骤：
步骤一，宽平砧强压法一次拔长，将2780～3300mm的长度拔至4550～5420mm，如图2所示，操作过程中同样要严格执行宽平砧强压法的各项操作要领，选择正确的上平砧宽度W和锻件高度h，W/h可以为0.6～0.8，；进砧量不要过满，要有100～200mm的接砧量；严格控制压下量，一般取15～20％；强压过程中要尽量做到压“谷”避“峰”，通过多道次的交错强压，使锻件的每一区域都得到充分的强压变形，保证锻件的变形均匀度，从头到尾获得整体压实，从而达到晶粒细匀，性能一致的锻造效果，此步骤的终锻温度不低于850℃；
步骤二，一次差温压实法锻压，使锻件表面冷至700～800℃，使用专用的中心压实砧，锻后切割顶部使锻件长度变为4150～5020mm，如图3所示；
步骤三，一次镦粗，将4150～5020mm的高度变为2900～3500mm，如图4所示，镦粗过程中如锻件温度降至850℃以下，将锻件重新加热，使锻件的温度始终保持在850～1220℃的范围内；
步骤四，宽平砧强压法二次拔长，将2900～3500mm拔长至3730～4500mm，此步骤的终锻温度不低于850℃；
步骤五，二次差温压实法锻压，使锻件表面冷至700～800℃，使用专用的中心压实砧进行锻压，如图5所示；
步骤六，拔圆落料，落料长度Φ2500×4350～5330mm，如图6所示；
步骤七，二次镦粗，将4350～5330mm的高度变为2680～3290mm，如图7所示；镦粗过程中如锻件温度降至850℃以下，将锻件重新加热，使锻件的温度始终保持在850～1220℃的范围内；
步骤八，360°旋转交叉锻压，此步骤的终锻温度不低于850℃；
步骤九，三次差温压实法锻压，使锻件表面冷至700～800℃，使用专用的中心压实砧进行锻压；锻压时先压锻件的一端，如图8a所示，先压中间约Φ3200mm的区域，然后将整个端面压平，使高度变为1850mm；再将锻件翻身后压另一端，如图8b所示，先压中间约Φ3400mm的区域，然后将整个端面压平；此步骤使用专用的差温压实锻造砧进行锻压，此锻压步骤能够使锻件的中心压实；
步骤十，360°旋转交叉锻压完工，此步骤的终锻温度不低于850℃。
按以上步骤进行锻造，依据ASME规范计算，总锻比≥8。
异常情况的处理方法：
1、步骤一的拔长过程中，如发生设备故障停锻时，必须尽可能地保留剩余的压缩量，不要勉强施压，尤其是后几道次的作业；
2、整个锻造过程中如出现裂纹，应立即对裂纹，尤其是纵向、斜向裂纹进行热态清理，绝不可以让它们在强压中逐步蔓延、扩展。
本发明通过两次镦粗拔长，并结合运用宽平砧强压法和差温压实法将电渣重熔钢锭制造成直径不小于4000mm，厚度不小于1000mm的特厚截面管板锻件，使锻件整体锻透，压实效果好，变形均匀，晶粒细匀，性能稳定。
本发明可用于制造AP1000蒸汽发生器的管板，同时，由于AP1000的管板锻件规格大于CPR1000的相应锻件，故也可以覆盖CPR1000的管板制造。

Claims (4)

1.一种核电设备厚管板的锻造压实方法，其特征在于，使用16500吨液压机，将材料为SA-508中的Grade3Class2，重量为230±20吨的电渣锭锻造成为直径不小于4000mm，厚度不小于1000mm的管板，具体方法为：
步骤一，宽平砧强压法一次拔长；将2780～3300mm的长度拔长至4550～5420mm，拔长过程中，上平砧的宽度为W，锻件的高度为h，二者之比W/h为0.6～0.8，每两砧之间的接砧量为100～200mm，每砧的压下量为15～20％；终锻温度不低于850℃；
步骤二，一次差温压实法锻压；进行差温压实法锻压时，将锻件表面冷至700～800℃后进行锻压；锻后切割顶部使锻件长度变为4150～5020mm；
步骤三，一次镦粗；将4150～5020mm的高度变为2900～3500mm；进行镦粗时，锻件的温度始终保持在850～1220℃的范围内；
步骤四，宽平砧强压法二次拔长；将2900～3500mm的长度拔长至3730～4500mm；终锻温度不低于850℃；
步骤五，二次差温压实法锻压；进行差温压实法锻压时，将锻件表面冷至700～800℃后进行锻压；
步骤六，拔圆落料，落料长度Φ2500×4350～5330mm；
步骤七，二次镦粗；将4350～5330mm的高度变为2680～3290mm；进行镦粗时，锻件的温度始终保持在850～1220℃的范围内；
步骤八，360°旋转交叉锻压，终锻温度不低于850℃；
步骤九，三次差温压实法锻压；进行差温压实法锻压时，将锻件表面冷至700～800℃后进行锻压；
步骤十，360°旋转交叉锻压完工，终锻温度不低于850℃。
2.根据权利要求1所述的核电设备厚管板的锻造压实方法，其特征在于：所述步骤二、步骤五、步骤九进行差温压实法锻压时，使用专用的中心压实砧。
3.根据权利要求1所述的核电设备厚管板的锻造压实方法，其特征在于：所述步骤九进行三次差温压实法锻压时，先压锻件一端的中间区域，然后将整个端面压平，再将锻件翻身压另一端的中间区域，最后将整个端面压平。
4.根据权利要求1所述的核电设备厚管板的锻造压实方法，其特征在于：所述锻造过程中出现的裂纹进行热态清理。
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