CN105710290A - 一种放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，包括以下步骤：步骤一、开模造型；步骤二、模具流涂；步骤三、合型装配；步骤四、原材熔炼；步骤五、熔炼水浇筑；步骤六、开箱清砂；步骤七、铸件精加工；步骤八、精加工铸件的表面清理；步骤九、油污清洗；还包括步骤十、第一遍底漆；步骤十一、原子灰找平；步骤十二、第二遍底漆；步骤十三、面漆喷涂。本发明的工艺方法可以提高内部致密铸件满足屏蔽辐射要求，确保防护性能，涂层平整光滑达到迅速去除辐射污染目的。

Description

一种放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺

技术领域

本发明涉及放射性废物贮存技术领域，具体涉及一种放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺。

背景技术

核电站在运行过程中产生的废物经过压缩处理固化在废物桶内，废物桶放置在废物暂存库内的连续钢筋混凝土暂存井内，上部放置一个重型铸铁井盖板，盖板起到屏蔽隔离防护、减小周边环境辐射剂量的作用。

铸铁井盖板采用HT200灰口铸铁浇筑，为上大下小的圆饼塞，厚200mm，上口直径为下口直径为铸件盖板整体面层涂刷防腐防辐射环氧涂层，使表面易清洁易去污。铸件盖板上口顶面通过高强螺栓固定连接一个圆形的不锈钢法兰盘(材质为06Cr19Ni10)，厂房吊车通过专用抓具固定法兰盘进行盖板的起重吊运。

目前对于此种屏蔽防辐射的灰口铸铁井盖板的浇筑，要求铸件内部致密、不得有冷隔、浇不足和损失，确保屏蔽防护性能。尤其是防止面层气孔、砂眼、缩孔缺陷现象，如控制不好，可能造成铸件报废的现象。为了满足铸件盖板表面光洁易去污，对于铸件的面层油漆涂层，要求不得有起皱流坠、砂眼疙瘩等瑕疵，漆膜涂层附着力强且表面平整光滑，达到迅速去除辐射污染的目的。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是提供一种可以提高内部致密铸件满足屏蔽辐射要求，确保防护性能，涂层平整光滑达到迅速去除辐射污染目的的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，包括以下步骤：

步骤一、开模造型

根据放射性废物井铸铁盖板外形尺寸制造模具，在所述模具中用树脂砂进行造型，获取内腔尺寸与放射性废物井铸铁盖板外形尺寸相同的树脂砂型，所述树脂砂型分为上下两部分砂型箱；

步骤二、模具流涂

将涂料反复二次均匀的覆盖在模具表面，最后用酒精刷一遍，涂刷完毕后应迅速点燃烘烤；

步骤三、合型装配

所述上下两部分砂型箱合拢，并密封严实；

步骤四、原材熔炼

把包括质量比55-65％的生铁、24-30％的A3废钢、8-12％的冒口废铁的原材进行熔炼，在熔炼水温度达到1500度时对熔炼水进行化学元素分析，各比例含量满足后倒入吊包；

步骤五、熔炼水浇筑

注入吊包的熔炼水降温至1350℃后开始对合型装配后的上下两部分砂型箱进行铸件浇注；

步骤六、开箱清砂

所述熔炼水在上下两部分砂型箱中固化完成后，取出铸件；在铸件冷却至室温后清除粘砂和表面异物。

在所述步骤六后还包括检验消缺步骤，对所述铸件样品进行超声波光谱分析检测，检查内部隐蔽的气孔、砂眼和缩孔缺陷。

所述步骤八中的缺陷的直径小于10mm，裂纹小于0.2mm，深度小于50mm为合格铸件产品。

所述步骤二中在涂料涂抹前采用酒精对涂料进行浓度稀释。

所述步骤四中原材还包括质量比为3.2-3.5％的碳、1.5-1.8％的镁、0.8-1.0％锰、≤0.12％的硫、≤0.15％的磷微量元素。

还包括步骤七、铸件精加工

将铸件产品进行精加工；并保证精加工铸件的表面粗糙度介于30-50μm之间；

步骤八、精加工铸件的表面清理

对精加工铸件涂装前进行检查，对凸凹不平处进行表面处理，后用干燥的压缩空气进行除尘；

步骤九、油污清洗

对精加工铸件表面进行淋洗或刷洗，确保彻底清理表面的油污和其它污物，获得清洁铸件。

还包括步骤十、第一遍底漆

采用电动高压无气喷枪喷涂方式，喷射压力比为45:1对所述清洁铸件进行环氧底漆喷涂，从而获得一次底漆铸件；

步骤十一、原子灰找平

对所述一次底漆铸件存在的凹陷采用原子灰进行修补找平，一次不到位的进行分次批刮，干燥后进行打磨清理灰尘；

所述环氧底漆的主剂和固化剂重量比例为5:1，使用前搅拌均匀，漆膜干膜厚度为40μm～50μm×1，喷涂底漆的环境温度为5～50℃，湿度≤85％，所述清洁铸件被涂表面温度高于露点3℃，干燥时间(23℃)表干≤1h，实干≤24h；

还包括步骤十二、第二遍底漆

重复步骤十，重新喷涂一遍环氧底漆，本次喷涂底漆后，须达到实际干燥24h；

步骤十三、面漆喷涂

环氧面漆喷涂环境温度同底漆，喷涂干膜厚度为50-60μm×2，面漆喷涂两遍，两遍面漆的间隔时间为12小时，从而获得放射性废物井铸铁盖板防腐成品。

本发明的有益效果：

(1)通过铸件的选材和配方，铸件模具系统设计分上下箱，设置冒口和排气孔，铸件大面在下箱，从上箱位置进行浇筑，可使得铸件浇筑后组织严密，减少微缩、无冷隔等缺陷。

(2)铸件浇口、浇道位于上箱面，且上箱小面模具放大10mm高度，便于浇筑后杂质集中漂浮于上箱的上层面和冒口，铸件完成后切割冒口、浇道，对杂质层进行打磨车洗，减小整体铸件内部有损防护性能、影响使用的缺陷，通过试验及UT的检测，其铸造的铸件内部缺陷直径和数量在屏蔽辐射的范围内。

(3)铸件的防腐前做好基层的预处理，采用电动高压无气喷涂，施工涂层表面光洁，附着力均大于2.5MP。

附图说明

图1为核电站放射性废物井铸铁盖板示意图；

图2为核电站放射性废物井示意图；

图3为本发明的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺流程图；

图中：1高强螺栓，2-不锈钢法兰，3-HT200灰口铸铁盖板，4-暂存井，5-废物桶，6-铸铁井盖板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

如图3所示，本发明一种放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，包括以下步骤：

步骤一、原材料制造

采用质量比例分别为HT18号优质生铁55-65％、A3废钢24-30％、冒口废铁8％-12％作为所述放射性废物井铸铁盖板铸件的原材料，成分不足时用75号优质硅铁及65号优质锰铁补充；

步骤二、开模造型

根据放射性废物井铸铁盖板外形尺寸制造模具，在所述模具中用树脂砂进行造型，获取内腔尺寸与放射性废物井铸铁盖板外形尺寸相同的树脂砂型，所述树脂砂型分为上下两部分砂型箱，上箱面设置排气孔；

步骤三、模具流涂

采用酒精对醇基涂料进行浓度稀释，完成后将涂料反复二次均匀的覆盖在模具表面，不得有流痕和刷痕，最后用酒精刷一遍，涂刷完毕后应迅速点燃烘烤；使涂层致密附着力强，确保铸件表面光滑平整，防止浇注过程中对铸件造成气孔；模具内腔涂层厚度控制在0.5mm，浇道系统涂料厚度可为0.3mm；

步骤四、合型装配

所述上下两部分砂型箱通过其外侧设有的三个定位精准的合拢扣合拢，并用胶水和封箱条把接触面密封严实，避免在浇筑过程中漏箱；

步骤五、原材熔炼

通过中频电炉把质量比55-65％的生铁、24-30％的A3废钢、8-12％的冒口废铁进行熔炼，并根据比例增加3.2-3.5％的碳、1.5-1.8％的镁、0.8-1.0％锰、≤0.12％的硫、≤0.15％的磷微量元素，在熔炼水温度达到1500度时对熔炼水进行化学元素分析，各比例含量满足后倒入吊包；

步骤六、熔炼水浇筑

注入吊包的熔炼水降温至1350℃后开始对合型装配后的上下两部分砂型箱进行铸件浇注；从上箱口的浇口灌入通过环形浇道注入内腔，浇筑后气体通过上箱面的出气孔排除；以保证行腔中的气体排出，改善液态金属的充盈能力，监视其充满的程度。同时浇筑液体到达浇口位置，避免上箱面出现微缩。所述浇筑铸件应保证留有上口面高出10mm的加工余量，以便在浇筑完成铁水的杂质漂浮在上箱面后，对铸件上口面进行车洗，从而确保加工后盖板铸件内部隐藏的气孔、砂眼、微缩等缺陷直径不大于10mm厚度；

步骤七、开箱清砂

所述熔炼水在上下两部分砂型箱中固化24个小时后，打开上下两部分砂型箱，取出铸件；

步骤八、铸件清理

在铸件冷却至室温后清除粘砂和表面异物，清理所需盖板铸件多余外形部分，切割打磨冒口、浇口、毛刺等凸出物，从而获得铸件样品；

步骤九、检验消缺

对所述铸件样品进行超声波光谱分析检测，检查内部隐蔽的气孔、砂眼和缩孔缺陷，所述缺陷的直径小于10mm，裂纹小于0.2mm，深度小于50mm为合格铸件产品；

步骤十、铸件精加工

将合格铸件产品运输至立车车间进行精加工，通过数控机床对铸件进行精加工，保证构件完成后的各部位尺寸和精度质量，获得精加工铸件；并保证精加工铸件的表面粗糙度介于30-50μm之间，满足GB/T8923中Sa2.5级；

步骤十一、精加工铸件的表面清理

对精加工铸件涂装前进行检查，对凸凹不平处通过手工或机械工具对锈蚀的表面进行刷、铲、磨、刮进行表面处理，后用干燥的压缩空气进行除尘，表面除锈达到GB/T8923中St3级标准规定；

步骤十二、油污清洗

精加工铸件表面用金属清洗剂或洁净的工业汽油进行淋洗或刷洗，确保彻底清理表面的油污和其它污物，提高油漆施工的附着力，从而获得清洁铸件；清洁处理完成后与涂装之间间隔时间不得大于4小时；

步骤十三、第一遍底漆

采用电动高压无气喷枪喷涂方式，喷射压力比为45:1对所述清洁铸件进行环氧底漆喷涂，从而获得一次底漆铸件；

所述环氧底漆的主剂和固化剂重量比例为5:1，使用前搅拌均匀，漆膜干膜厚度为40μm～50μm×1，喷涂底漆的环境温度为5～50℃，湿度≤85％，所述清洁铸件被涂表面温度高于露点3℃，干燥时间(23℃)表干≤1h，实干≤24h；

步骤十四、原子灰找平

对所述一次底漆铸件存在的凹陷采用原子灰进行修补找平，一次不到位的进行分次批刮，干燥后进行打磨清理灰尘；

步骤十五、第二遍底漆

重复步骤十三，重新喷涂一遍环氧底漆，本次喷涂底漆后，须达到实际干燥24h；

步骤十六、面漆喷涂

环氧面漆喷涂环境温度同底漆，喷涂干膜厚度为50-60μm×2，面漆喷涂两遍，两遍面漆的间隔时间为12小时，从而获得放射性废物井铸铁盖板防腐成品。

铸件的涂装要求：

1)本方法的涂装漆膜厚度要求不得小于180μm，喷涂遍数为2道底漆2道面漆，对于边角位置底漆加厚；

2)对铸件上口面安装法兰盘的螺栓眼采用等规格的普通螺栓临时拧上，防止油漆对螺栓孔眼堵塞；涂装完成拆除普通螺栓。

Claims (9)

1.一种放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、开模造型

根据放射性废物井铸铁盖板外形尺寸制造模具，在所述模具中用树脂砂进行造型，获取内腔尺寸与放射性废物井铸铁盖板外形尺寸相同的树脂砂型，所述树脂砂型分为上下两部分砂型箱；

步骤二、模具流涂

将涂料反复二次均匀的覆盖在模具表面，最后用酒精刷一遍，涂刷完毕后应迅速点燃烘烤；

步骤三、合型装配

所述上下两部分砂型箱合拢，并密封严实；

步骤四、原材熔炼

把包括质量比55-65％的生铁、24-30％的A3废钢、8-12％的冒口废铁的原材进行熔炼，在熔炼水温度达到1500度时对熔炼水进行化学元素分析，各比例含量满足后倒入吊包；

步骤五、熔炼水浇筑

注入吊包的熔炼水降温至1350℃后开始对合型装配后的上下两部分砂型箱进行铸件浇注；

步骤六、开箱清砂

所述熔炼水在上下两部分砂型箱中固化完成后，取出铸件；在铸件冷却至室温后清除粘砂和表面异物。

2.按照权利要求1所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：在所述步骤六后还包括检验消缺步骤，对所述铸件样品进行超声波光谱分析检测，检查内部隐蔽的气孔、砂眼和缩孔缺陷。

3.按照权利要求2所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：所述步骤八中的缺陷的直径小于10mm，裂纹小于0.2mm，深度小于50mm为合格铸件产品。

4.按照权利要求1所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：所述步骤二中在涂料涂抹前采用酒精对涂料进行浓度稀释。

5.按照权利要求1所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：所述步骤四中原材还包括质量比为3.2-3.5％的碳、1.5-1.8％的镁、0.8-1.0％锰、≤0.12％的硫、≤0.15％的磷微量元素。

6.按照权利要求1所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：还包括步骤七、铸件精加工

将铸件产品进行精加工；并保证精加工铸件的表面粗糙度介于30-50μm之间；

步骤八、精加工铸件的表面清理

对精加工铸件涂装前进行检查，对凸凹不平处进行表面处理，后用干燥的压缩空气进行除尘；

步骤九、油污清洗

对精加工铸件表面进行淋洗或刷洗，确保彻底清理表面的油污和其它污物，获得清洁铸件。

7.按照权利要求1所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：还包括步骤十、第一遍底漆

采用电动高压无气喷枪喷涂方式，喷射压力比为45:1对所述清洁铸件进行环氧底漆喷涂，从而获得一次底漆铸件；

步骤十一、原子灰找平

对所述一次底漆铸件存在的凹陷采用原子灰进行修补找平，一次不到位的进行分次批刮，干燥后进行打磨清理灰尘。

8.按照权利要求7所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：所述环氧底漆的主剂和固化剂重量比例为5:1，使用前搅拌均匀，漆膜干膜厚度为40μm～50μm×1，喷涂底漆的环境温度为5～50℃，湿度≤85％，所述清洁铸件被涂表面温度高于露点3℃，干燥时间(23℃)表干≤1h，实干≤24h。

9.按照权利要求8所述的放射性废物井铸铁盖板铸造和防腐工艺，其特征在于：还包括步骤十二、第二遍底漆

重复步骤十，重新喷涂一遍环氧底漆，本次喷涂底漆后，须达到实际干燥24h；

步骤十三、面漆喷涂

环氧面漆喷涂环境温度同底漆，喷涂干膜厚度为50-60μm×2，面漆喷涂两遍，两遍面漆的间隔时间为12小时，从而获得放射性废物井铸铁盖板防腐成品。