CN105405478A - 一种高温合金无缝钢管 - Google Patents
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Abstract
一种高温合金无缝钢管，属于反应堆压力容器O形密封环用高温合金无缝钢管领域。本发明包括管体，所述管体中C的质量≤0.08%，Mn的质量≤0.35%，Si的质量≤0.35%、P的质量≤0.015%，S的质量≤0.015%，Cr的质量为17%-21%，Ni+Co的质量为50%-55%，Mo的质量为2.8%-3.3%，Nb+Ta的质量为4.75%-5.5%，Ti的质量为0.65%-1.15%，Al的质量为0.2%-0.8%，Co的质量≤1.0%，Ta的质量≤0.05%，B的质量≤0.006%，Cu的质量≤0.3%，Pb的质量≤0.005%，Fe的质量为余量的所占百分比本发明具有回弹量大，密封性好的优点。
Description
技术领域
本发明属于反应堆压力容器O形密封环用高温合金无缝钢管领域，尤其涉及一种高温合金无缝钢管。
背景技术
反应堆压力容器是主回路冷却剂压力边界屏障中的一个重要设备，为核安全一级设备，在核电厂服役期内不可更换，其寿命期决定了整个核电厂的服役年限。为了便于装卸料，压力容器采用大口径两体可拆机构，即大直径厚壳球冠焊接法兰环的上封头组件与下法兰、高颈过渡的中厚筒身、底封头的筒体组件，两者经密布的巨型主螺栓联接为密闭容器。由于容器包容高温、高压且具有放射性的工作介质，要求在各种允许和试验工况下，结构均能保持完整，不发生断裂、泄露等现象，因此反应堆压力容器的密封设计和选材对于设备的安全运行至关重要。
对于非常特殊的环境一般采用弹性金属密封，根据密封的横断面形状可以分为O形、E形、C形等密封形式，并分别称为空心金属O形环、E密封、C密封等。金属O形环是靠预紧后，O形环的弹性变形所产生的回弹力，使密封面上产生一定的应力，此应力使O形环表面金属产生屈服，从而填补法兰密封面上的凹凸不平，使O形环和密封槽的密封面精密贴合，实现线接触密封之目的。O形环密封具有耐高低温、耐高压、大直径、耐腐蚀等特点，特别适合用于高温、高压及高真空密封的场合，如反堆压力容器。
目前反应堆压力容器密封设计上，筒体与顶盖之间用双通道金属O形环密封，即在上法兰密封面开双道环槽，形成内、中、外三岛，布置内、外两道金属O形环，形成双通道金属O形环密封。其密封设计依据为改进密封元件，提高其回弹性能，降低螺栓预紧因数，改善元件与主螺栓的疲劳性能。通过金属O形环的回弹量补偿法兰面的轴向分离，反力则提供对环向渗流的阻力。为了保证良好的密封性，O形环只能一次性使用，只要打开顶盖就需要换更新的O形环。
发明内容
针对现有技术的不足之处本发明提供一种高温合金无缝钢管，可以制造高密封性的反应堆压力容器O形密封环。
本发明的技术方案是提供一种高温合金无缝钢管，包括管体，所述管体中C的质量≤0.08%，Mn的质量≤0.35%，Si的质量≤0.35%、P的质量≤0.015%，S的质量≤0.015%，Cr的质量为17%-21%，Ni+Co的质量为50%-55%，Mo的质量为2.8%-3.3%，Nb+Ta的质量为4.75%-5.5%，Ti的质量为0.65%-1.15%，Al的质量为0.2%-0.8%，Co的质量≤1.0%，Ta的质量≤0.05%，B的质量≤0.006%，Cu的质量≤0.3%，Pb的质量≤0.005%，Fe的质量为余量的所占百分比。
作为本发明的优选，所述管体的外径为9.5mm-30.0mm，壁厚为0.8mm-1.65mm。
作为本发明的优选，所述的管体中Mn的质量与Si的质量均≤0.25%。
作为本发明的优选，所述的管体中Mn的质量≤0.1%，Si的质量≤0.15%。
作为本发明的优选，所述的管体中P的质量与S的质量和≤0.015%。
作为本发明的优选，所述的管体中P的质量≤0.01%，S的质量均≤0.005%。
作为本发明的优选，包括以下几个步骤，
步骤一，采用热挤压工艺首先制备了荒管；
步骤二，采用冷轧变形工艺制备所述管体。
作为本发明的优选，所述步骤二后对所述管体进行时效热处理，时效温度为650-800℃，时间为3-16h。时效后的所述管体的室温屈服强度≥900MPa，延伸率≥20%。
作为本发明的优选，对经过所述时效热处理的所述管体进行了常温压缩试验，压缩量为外径的8%-30%。
作为本发明的优选，在进行所述常温压缩试验是对所述管体的回弹量进行了测量，回弹量＞0.25mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明具有回弹量大，密封性好的优点。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
本发明的产品第一种实施例的管体规格为12.7mm×1.2mm×6000mm的高温合金管。其化学成分（质量百分数，%）为：C的质量≤0.08%，Mn的质量≤0.35%，Si的质量≤0.35%、P的质量≤0.015%，S的质量≤0.015%，Cr的质量为17%-21%，Ni+Co的质量为50%-55%，Mo的质量为2.8%-3.3%，Nb+Ta的质量为4.75%-5.5%，Ti的质量为0.65%-1.15%，Al的质量为0.2%-0.8%，Co的质量≤1.0%，Ta的质量≤0.05%，B的质量≤0.006%，Cu的质量≤0.3%，Pb的质量≤0.005%，Fe的质量为余量的所占百分比。经过700℃时效热处理后，其室温屈服强度为1120MPa，延伸率为30%。经过室温压缩试验后，其回弹量为0.40mm。
本发明的产品第一种实施例的管体规格为12.7mm×1.2mm×8000mm的高温合金管。其化学成分（质量百分数，%）为：C≤0.03、Mn0.03、Si0.09、P0.008、S0.001、Cr19.1、Ni52.4、Mo2.9、Nb5.1、Ti1.05、Al0.60、Co0.08、Ta≤0.05、B≤0.003、Cu≤0.07、Fe余量。经过760℃时效热处理后，室温屈服强度为1180MPa，延伸率为25%。经过室温压缩试验后，其回弹量为0.45mm。
本发明的方法实施例为,
步骤一，采用热挤压工艺首先制备了荒管；
步骤二，采用冷轧变形工艺制备所述管体
步骤三，对所述管体进行时效热处理，时效温度为650-800℃，时间为3-16h。时效后的所述管体的室温屈服强度≥900MPa，延伸率≥20%。
步骤四，对经过所述时效热处理的所述管体进行了常温压缩试验，压缩量为外径的8%-30%，在进行所述常温压缩试验是对所述管体的回弹量进行了测量，回弹量＞0.25mm。
利用本方法生产出的管件的回弹量大，密封性好，可以很好的运用于反应堆的压力容器的密封，这点是现有技术的钢管无法做到的，而且现有技术的密封主要采用橡胶，而橡胶无法运用在反应堆的压力容器的密封上。成型后的钢管在做出O型圈是十分容易的，所以对于反应堆的压力容器的密封件这种易耗品来说，本发明是十分适用的。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种高温合金无缝钢管，其特征在于：包括管体，所述管体中C的质量≤0.08%，Mn的质量≤0.35%，Si的质量≤0.35%、P的质量≤0.015%，S的质量≤0.015%，Cr的质量为17%-21%，Ni+Co的质量为50%-55%，Mo的质量为2.8%-3.3%，Nb+Ta的质量为4.75%-5.5%，Ti的质量为0.65%-1.15%，Al的质量为0.2%-0.8%，Co的质量≤1.0%，Ta的质量≤0.05%，B的质量≤0.006%，Cu的质量≤0.3%，Pb的质量≤0.005%，Fe的质量为余量的所占百分比。
2.根据权利要求1所述的一种高温合金无缝钢管，其特征在于：所述管体的外径为9.5mm-30.0mm，壁厚为0.8mm-1.65mm。
3.根据权利要求1所述的一种高温合金无缝钢管，其特征在于：所述的管体中Mn的质量与Si的质量均≤0.25%。
4.根据权利要求3所述的一种高温合金无缝钢管，其特征在于：所述的管体中Mn的质量≤0.1%，Si的质量≤0.15%。
5.根据权利要求1所述的一种高温合金无缝钢管，其特征在于：所述的管体中P的质量与S的质量均≤0.015%。
6.根据权利要求5所述的一种高温合金无缝钢管，其特征在于：所述的管体中P的质量≤0.01%，S的质量和≤0.005%。
7.根据权利要求1所述的一种高温合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：包括以下几个步骤，
步骤一，采用热挤压工艺首先制备了荒管；
步骤二，采用冷轧变形工艺制备所述管体。
8.根据权利要求7所述的一种高温合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述步骤二后对所述管体进行时效热处理，时效温度为650-800℃，时间为3-16h，
时效后的所述管体的室温屈服强度≥900MPa，延伸率≥20%。
9.根据权利要求8所述的一种高温合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：对经过所述时效热处理的所述管体进行了常温压缩试验，压缩量为外径的8%-30%。
10.根据权利要求9所述的一种高温合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：在进行所述常温压缩试验是对所述管体的回弹量进行了测量，回弹量＞0.25mm。
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