CN111482544A - 用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,该制造方法包括以下步骤:选取钢锭原料;对所选取的钢锭原料进行冶炼;利用锻造工艺将冶炼后的钢锭原料锻造成用于形成所述蒸汽发生器的主体的锻件;对所述锻件进行热处理;以及对热处理后的锻件进行理化试验,进一步地,利用锻造工艺将冶炼后的钢锭原料锻造成用于形成所述蒸汽发生器的主体的锻件包括对冶炼后的钢锭原料进行自由锻造工艺和胎模锻造工艺。根据本发明的蒸汽发生器锻件的制造方法能够制造出结构复杂并且能够满足钠冷快堆的环境需求的锻件,从而为钠冷快堆蒸汽发生器的研发和使用提供基础保障。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽发生器主体部件的制造方法,更具体地涉及一种用于钠冷快堆的蒸汽发生器的主体部件的制造方法。
背景技术
钠冷快堆属于第四代核电堆型,其可以增殖核燃料,同压水堆相比,对铀资源的利用率可以从1%-2%提高到60%-70%。而且,热堆核电厂中产生的大部分长寿命放射性核素,可在快堆中通过裂变反应转换成短寿命的裂变产物,实现放射性废物最少化。
因此钠冷快堆是我国发展第四代先进核能系统的主力堆型,也是中国核能技术实现闭式燃料循环和可持续发展的重要战略选择。蒸汽发生器是钠冷快堆最为关键的设备之一,其功能是实现二回路(非放射性的液态钠载热剂)和三回路(水/水蒸汽)之间的换热。
用于钠冷快堆的蒸汽发生器的主体部件为锻件,该锻件的运行工况比较苛刻复杂,其两侧的介质分别为钠以及水/水蒸汽,水/水蒸汽腔室内的压力高达14MPa,液态钠载热剂的温度高达505℃,蒸汽发生器的设计寿命通常为20年或更长,其运行工况复杂,这就要求锻件必须具备良好的热强性、塑性和韧性等特性。对于锻件的特性而言,其成分与制造工艺决定了锻件的组织形态,组织形态进而决定锻件的性能,因此锻件的制造过程中需要确定合理的工艺制度和相应的工艺参数,以确保蒸汽发生器具备相关性能或特性。
锻件的制造工艺包括原料冶炼工艺、锻造工艺、锻后热处理工艺以及性能热处理工艺等,每一道工艺都与其他工艺互相影响、相互制约,任何一道工艺选用或控制不当都会影响最终的材料性能。现有技术中虽然存在石油、化工等领域的锻件的制造方法,但是这些方法所获得的锻件不能满足核工业的应用需求,因此需要提出一种针对核工业应用需求的蒸汽发生器锻件的制造方法。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个方面,本发明的实施例提供了一种用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,该制造方法包括以下步骤:选取钢锭原料;对所选取的钢锭原料进行冶炼;利用锻造工艺将冶炼后的钢锭原料锻造成用于形成所述蒸汽发生器的主体的锻件;对所述锻件进行热处理;以及对热处理后的锻件进行理化试验,进一步地,利用锻造工艺将冶炼后的钢锭原料锻造成用于形成所述蒸汽发生器的主体的锻件包括对冶炼后的钢锭原料进行自由锻造工艺和胎模锻造工艺。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法通过原料选择以及对原料的冶炼制造出符合相关要求的钢锭坯件,从而为蒸汽发生器锻件的制造提供原材料上的保障,然后通过对钢锭原材料的自由锻造工艺实现钢锭原材料的晶粒的细化和均匀化,由此实现钢锭原材料的性能的提升,然后通过胎模锻造工艺实现蒸汽发生器锻件的成型作业,最后通过热处理进一步提升蒸汽发生器锻件的性能,以使其满足钠冷快堆的严苛的应用要求。根据本发明的蒸汽发生器锻件的制造方法能够制造出结构复杂并且能够满足钠冷快堆的环境需求的锻件,从而为钠冷快堆蒸汽发生器的研发和使用提供基础保障。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的一个优选的实施例,锻造工艺包括三墩三拔工艺,总锻造比控制为大于6。
在根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的另一个优选的实施例中,三墩三拔工艺所采用的变形工艺为高温、慢压以及大压下量。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的再一个优选的实施例,锻造工艺的始锻温度控制在1300℃以下,所述锻造工艺的终锻温度控制为不低于700℃。
在根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的还一个优选的实施例中,钢锭原料为高纯度的2.25CrlMo钢材,其中杂质的化学成分含量满足以下要求:砷含量不大于0.05%,锡含量不大于0.05%,锑含量不大于0.01%,铋含量不大于0.01%,铅含量不大于0.01%,硫含量不大于0.01%,磷含量不大于0.01%,氧含量不大于0.005%,氢含量不大于0.0008%。在此,术语“化学成分含量”指的是相关杂质元素在钢锭原料中的质量含量百分比,下同。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的又一个优选的实施例,钢锭原料中的夹杂物控制级别为:A类夹杂物,粗系不大于1.5级,细系不大于1.5级;B类夹杂物,粗系不大于1.5级,细系不大于1.5级;C类夹杂物,粗系不大于1.5级,细系不大于1.5级;D类夹杂物,粗系不大于2.0级,细系不大于1.5级;以及大尺寸D类夹杂物的直径小于27μm,所述A类夹杂物、所述B类夹杂物、所述C类夹杂物和所述D类夹杂物的粗系与细系总和不大于4.0级。
在根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的另一个优选的实施例中,对钢锭原料进行冶炼包括分别对钢锭原料进行电炉冶炼处理、钢包炉精炼处理、真空脱气处理以及电渣重熔处理。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的再一个优选的实施例,对蒸汽发生器锻件进行热处理包括对所述锻件进行退火处理和预备热处理。
在根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的还一个优选的实施例中,对蒸汽发生器锻件进行热处理还包括对所述锻件进行性能热处理,所述性能热处理包括正火、淬火和回火处理,通过控制正火温度、正火冷速、回火温度以及回火时间的工艺参数,获得以贝氏体为主的金相组织。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的另一个优选的实施例,在对锻件进行性能热处理之前还包括对锻件进行粗加工处理和超声无损检查的步骤。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的又一个优选的实施例,蒸汽发生器锻件的晶粒度控制在4级或更细,晶粒度级差控制为不大于3级。
在根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的另一个优选的实施例中,对蒸汽发生器锻件进行理化试验包括对所述锻件进行拉伸试验、持久强度试验、冲击试验、落锤试验和疲劳试验。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的再一个优选的实施例,对蒸汽发生器锻件进行理化试验还包括对所述锻件进行化学成份分析试验、硬度试验、非金属夹杂物检测分析试验、金相检验试验、外形尺寸测量以及表面质量检测。
在根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的还一个优选的实施例中,在对热处理后的锻件进行理化试验之后还包括对锻件进行半精加工和精加工处理,并且对锻件进行超声无损检查的步骤。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果中的至少一个:
(1)根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法通过原料选择以及对原料的冶炼制造出符合相关要求的钢锭坯件,从而为蒸汽发生器锻件的制造提供原材料上的保障;
(2)通过对钢锭原材料的自由锻造工艺实现钢锭原材料的晶粒的细化和均匀化,由此实现钢锭原材料的性能的提升,通过胎模锻造工艺实现蒸汽发生器锻件的成型作业,最后通过热处理进一步提升蒸汽发生器锻件的性能,以使其满足钠冷快堆的严苛的应用要求;
(3)根据本发明的制造方法能够制造出结构复杂并且能够满足钠冷快堆的环境需求的锻件,从而为钠冷快堆蒸汽发生器的研发和使用提供基础保障;
(4)通过对原材料的选择,严格控制原材料中杂质元素的含量,通过特定的冶炼工艺确保了原材料具有良好的工艺性能,为后续成型作业提供了原料基础保障;
(5)通过后续对锻件的理化试验能够对锻件的性能做出预测性判断,并可以根据理化试验的试验结果对蒸汽发生器锻件的制造方法的工艺进行改进,从而使锻件产品满足相关工艺需求。
附图说明
图1是根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的流程图。
图2是根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的一个优选实施例的详细工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一个实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另外定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
用于钠冷快堆的蒸汽发生器的主体锻件的材料一般采用2.25CrlMo钢,在钠冷快堆领域,国内尚无制造这种材料的经验,但这种材料在高温气冷堆、石油、石化以及火电行业已获得广泛应用。在上述领域中,2.25CrlMo钢的冶炼工艺的生产效率较高,但是容易产生偏析、角裂等缺陷。另外,现有技术中也没有利用2.25CrlMo钢制造蒸汽发生器的主体锻件的相关技术。因此,现有技术中需要一种能够制造满足相关技术要求的2.25CrlMo钢并且利用这种钢材制造用于蒸汽发生器的锻件的制造工艺或方法。
本发明提供一种用于钠冷快堆的蒸汽发生器的制造方法,该制造方法主要包括原料选择、原料的冶炼、锻造成型以及热处理等步骤。以下将参照附图1对制造方法的流程进行详细说明。首先,执行步骤S1选取钢锭原料,在选择好钢锭原料之后,执行步骤S2对所选择的钢锭原料进行冶炼,对钢锭原料进行冶炼的目的是控制原料中的气体元素含量以及其中的其他杂质元素的含量。
在此,对钢锭原料进行冶炼所采用的是EAF+LF+VD+ESR的冶炼工艺,也就是说,对钢锭原料进行电炉冶炼处理、钢包炉精炼处理、真空脱气处理以及电渣重熔处理。对钢锭原料进行EAF处理,即进行电弧炉冶炼处理,电弧炉利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属,气体放电形成电弧时能量非常集中,弧区温度在3000℃以上,电弧炉用于熔炼金属比其他炼钢炉工艺灵活性大,能有效地除去硫、磷等杂质,炉温容易控制,设备占地面积小。对钢锭原料进行LF处理,即进行钢包炉精炼处理,在其中可以根据需求对钢锭原料进行深度脱碳以及脱气和脱氧处理,并且能够对某些元素的含量进行微调,以使其满足需求。对钢材原料进行VD处理,即进行真空脱气处理,通过提供合适的真空度,使得真空脱气具有良好的脱气效果,并且温降小,能够节约能源。最后,还需要对钢材原料进行ESR处理,即进行电渣重熔处理,利用电渣重熔炉可以使所处理的钢材原料具有较好的除磷、除硫效果,并且能够将其他非金属夹杂物全部熔渣清除,另外还由于钢锭原料在水冷铜坩锅中冷却,其冷却速度非常快,使得钢锭内部结构均匀,不易产生偏析。
在经过上述冶炼工艺之后,能够较好地控制钢锭原料的合理的化学成分范围,使其具有较低的杂质元素含量,比如五害元素铅(Pb)、锑(Sb)、铋(Bi)的化学成分含量均不高于0.01%,锡(Sn)和砷(As)的化学成分含量均不高于0.05%。另外,硫(S)和磷(P)的化学成分含量也较低,比如S的化学成分含量不高于0.01%,P的化学成分含量不高于0.01%。另外,由于采用了真空脱气处理,因此,经过上述冶炼工艺的钢锭原料中气体元素含量也较低,比如氧(O)的化学成分含量不大于0.005%,氢(H)的化学成分含量不大于0.0008%。此外,经过上述冶炼工艺后的钢锭原料的夹杂物也都控制在所需的范围内,比如按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》标准里所规定的,A、B和C类夹杂物的粗系不大于1.5级,D类夹杂物的粗系不大于2.0级,A、B、C和D类夹杂物的细系均不大于1.5级,A、B、C和D四类夹杂物的粗系和细系的总和不大于4.0级,并且大尺寸D类夹杂物的直径小于27μm。
进一步地,经过上述冶炼工艺的钢锭原料的晶粒度被控制在4级或更细的范围内,并且晶粒度级差被控制在3级以内。经过冶炼后的钢锭原料在室温和高温(指350℃-530℃的温度)下的屈服强度、抗拉强度以及模拟焊后热处理高温强度均能够满足设计要求,并且钢锭原料的硬度不超过190HRB。
以上冶炼工艺为制造用于钠冷快堆的蒸汽发生器的锻件提供了基础原料,接着,将利用上述钢锭原料制造用于蒸汽发生器的锻件,即执行步骤S3利用锻造工艺将冶炼后的钢锭原料锻造成用于形成蒸汽发生器的主体的锻件。其锻造工艺包括自由锻造和胎模锻造两个步骤,其中,锻造工艺采用三墩三拔工艺以使钢锭原料在锻造过程中具有足够的锻造比和变形量,比如可以控制总锻造比大于6,从而使得锻坯发生再结晶晶粒细化,为锻件的最终性能提供组织保障。在完成自由锻造工艺之后,将经过自由锻造的钢锭放入具有预定形状的模具中,将钢锭胎膜锻造成用于蒸汽发生器的锻件的基本形状,以便对锻件进行后续的热处理工艺。胎模锻造工艺能够满足用于蒸汽发生器的锻件的复杂结构形状的要求。
在此,锻造工艺的始锻温度控制在1300℃以下,锻造工艺的终锻温度控制为不低于700℃。进一步地,在此采用的总体锻造变形工艺为高温、慢压、大压下量,这种工艺能够确保所锻造钢材的晶粒进一步细化和均匀化,以使所锻造出的用于蒸汽发生器的锻件能够满足相关性能要求。
在通过胎模锻造工艺将用于钠冷快堆的蒸汽发生器的锻件成型之后,需要执行步骤S4对成型的锻件进行相应的热处理,以确保其性能的可靠性和晶粒度大小的均匀性。在胎模锻造工艺之后对锻件进行退火处理和预备热处理,以改善锻件的内部组织和晶粒度,消除内应力,为后续的性能热处理做准备。在预备热处理之后对锻件进行粗加工处理,使得粗加工后的锻件具有基本良好的表面,然后对粗加工后的锻件进行超声无损检查,以判断锻件中是否存在组织缺陷。在对锻件进行完超声无损检查之后,再对其进行性能热处理。如图2所示,示出了根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法的一个优选的实施例的流程图。
在此,对锻件进行包括正火、淬火和回火的性能热处理工艺,通过控制正火温度、正火冷速、回火温度以及回火时间等工艺参数,以便获得以贝氏体为主的金相组织。至此,已经制造出了根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器的锻件,接着将对锻件的性能进行检测,以判断所制造的锻件是否满足相关工艺需求。
进一步地,执行步骤S5对经过性能热处理工艺的锻件进行理化试验,在此可以通过拉伸试验、持久强度试验、冲击试验、落锤试验以及疲劳试验等来验证锻件的材料性能是否达到相关技术要求,并且能够保证将锻件的晶粒度控制在4级或更细,晶粒度级差不大于3级。在出现不满足相关技术要求的锻件的情况下,对相关工艺进行改进,直至锻件产品满足全部技术要求为止。由此可以使得锻件具有良好的晶粒度均匀性,从而具有良好的性能。
在完成进行锻件的性能测试的理化试验之后,对锻件进行半精加工处理,以使锻件能够基本满足作为钠冷快堆的蒸汽发生器的主体的使用需求,然后再次对锻件进行超声无损检查,检测锻件不存在任何影响其使用的缺陷之后,对锻件进行最后的精加工处理,以使锻件具有非常良好的使用性能。
综上所述,在对用于钠冷快堆的蒸汽发生器的锻件进行制造时,应确保钢锭原料的冶炼、锻造和热处理工艺满足相关条件。在钢锭原料的冶炼过程中,钢锭原料采用高纯度的2.25CrlMo钢精料,冶炼工艺为EAF+LF+VD+ESR,进行钢锭原料的冶炼,保证将P、S杂质元素含量,O、H、N气体元素含量以及五害元素含量控制在极低的范围内,以满足相关技术要求。
对经过上述冶炼工艺的钢锭原料进行锻造,采用了自由锻造+胎模锻造工艺,其中锻造采用三墩三拔工艺,控制总锻造比大于6。锻造工艺的始锻温度控制在1300℃以下,锻造工艺的终锻温度控制为不低于700℃,总体的锻造变形工艺为高温、慢压、大压下量。
随后对锻造成型的锻件执行锻后热处理以及相关性能热处理工艺,根据对试验数据的分析,按确定的正火温度、正火冷速、回火温度以及回火时间等工艺参数选用相应的加热炉和冷却设备,制定出合理详细的热处理工艺曲线图,对锻件进行相关热处理。
执行热处理工艺之后的锻件则处于交货状态,即后续处于可使用状态,为了进一步验证用于蒸汽发生器的锻件的性能,对处于交货状态的锻件进行理化试验,包括化学成份分析试验、拉伸试验、冲击试验、持久度试验、落锤试验、疲劳试验、硬度试验、非金属夹杂物检测分析试验、金相检验试验、外形尺寸测量、表面质量检测等试验,并完成试验分析报告以及试验过程记录文件。最后还需要对锻件进行机械加工和相关检查,比如在进行完相关理化试验之后,对锻件进行半精加工处理,利用超声设备对锻件进行超声无损检查,最后对通过无损检查的锻件进行精加工处理,以获得最终的锻件产品。
根据本发明的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法通过原料选择以及对原料的冶炼制造出符合相关要求的钢锭坯件,从而为蒸汽发生器锻件的制造提供原材料上的保障。通过对钢锭原材料的自由锻造工艺实现钢锭原材料的晶粒的细化和均匀化,由此实现钢锭原材料的性能的提升,通过胎模锻造工艺实现蒸汽发生器锻件的成型作业,最后通过热处理进一步提升蒸汽发生器锻件的性能,以使其满足钠冷快堆的严苛的应用要求。根据本发明的制造方法能够制造出结构复杂并且能够满足钠冷快堆的环境需求的锻件,从而为钠冷快堆蒸汽发生器的研发和使用提供基础保障。通过对原材料的选择,严格控制原材料中杂质元素的含量,通过特定的冶炼工艺确保了原材料具有良好的工艺性能,为后续成型作业提供了原料基础保障。通过后续对锻件的理化试验能够对锻件的性能做出预测性判断,并可以根据理化试验的试验结果对蒸汽发生器锻件的制造方法的工艺进行改进,从而使锻件产品满足了相关的工艺需求。通过粗加工、半精加工以及精加工处理使得锻件能够具有良好的使用状态,以满足使用要求,并且能够通过超声无损检查对工件进行缺陷检测,以使具有缺陷的锻件被检测出来,避免在使用过程中出现故障。
对于本发明的实施例,还需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,所述制造方法包括以下步骤:
选取钢锭原料;
对所选取的钢锭原料进行冶炼;
利用锻造工艺将冶炼后的钢锭原料锻造成用于形成所述蒸汽发生器的主体的锻件;
对所述锻件进行热处理;以及
对热处理后的锻件进行理化试验,
其特征在于,利用锻造工艺将冶炼后的钢锭原料锻造成用于形成所述蒸汽发生器的主体的锻件包括对冶炼后的钢锭原料进行自由锻造工艺和胎模锻造工艺。
2.根据权利要求1所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
所述锻造工艺包括三墩三拔工艺,总锻造比控制为大于6。
3.根据权利要求2所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
所述三墩三拔工艺所采用的变形工艺为高温、慢压以及大压下量。
4.根据权利要求1所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
所述锻造工艺的始锻温度控制在1300℃以下,所述锻造工艺的终锻温度控制为不低于700℃。
5.根据权利要求1所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
所述钢锭原料为高纯度的2.25Cr1Mo钢材,其中杂质的化学成分含量满足以下要求:
砷含量不大于0.05%,锡含量不大于0.05%,锑含量不大于0.01%,铋含量不大于0.01%,铅含量不大于0.01%,硫含量不大于0.01%,磷含量不大于0.01%,氧含量不大于0.005%,氢含量不大于0.0008%。
6.根据权利要求1所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
所述钢锭原料中的夹杂物控制级别为:
A类夹杂物,粗系不大于1.5级,细系不大于1.5级;
B类夹杂物,粗系不大于1.5级,细系不大于1.5级;
C类夹杂物,粗系不大于1.5级,细系不大于1.5级;
D类夹杂物,粗系不大于2.0级,细系不大于1.5级;
大尺寸D类夹杂物的直径小于27μm,所述A类夹杂物、所述B类夹杂物、所述C类夹杂物和所述D类夹杂物的细系与粗系总和不大于4.0级。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
对钢锭原料进行冶炼包括分别对钢锭原料进行电炉冶炼处理、钢包炉精炼处理、真空脱气处理以及电渣重熔处理。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
对所述蒸汽发生器锻件进行热处理包括对所述锻件进行退火处理和预备热处理。
9.根据权利要求8所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
对所述蒸汽发生器锻件进行热处理还包括对所述锻件进行性能热处理,所述性能热处理包括正火、淬火和回火处理,通过控制正火温度、正火冷速、回火温度以及回火时间的工艺参数,获得以贝氏体为主的金相组织。
10.根据权利要求9所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
在对所述锻件进行性能热处理之前还包括对所述锻件进行粗加工处理和超声无损检查的步骤。
11.根据权利要求9所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
所述蒸汽发生器锻件的晶粒度控制在4级或更细,晶粒度级差控制为不大于3级。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
对所述蒸汽发生器锻件进行理化试验包括对所述锻件进行拉伸试验、持久强度试验、冲击试验、落锤试验和疲劳试验。
13.根据权利要求12所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器的制造方法,其特征在于:
对所述蒸汽发生器锻件进行理化试验还包括对所述锻件进行化学成份分析试验、硬度试验、非金属夹杂物检测分析试验、金相检验试验、外形尺寸测量以及表面质量检测。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的用于钠冷快堆的蒸汽发生器锻件的制造方法,其特征在于:
在对热处理后的锻件进行理化试验之后还包括对所述锻件进行半精加工和精加工处理,并且对所述锻件进行超声无损检查的步骤。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113862421A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-31 | 中国原子能科学研究院 | 一种饼形大厚度的锻件的制造方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3240266A (en) * | 1962-03-13 | 1966-03-15 | Atomic Energy Authority Uk | Heat exchangers |
CN102234706A (zh) * | 2011-08-05 | 2011-11-09 | 钢铁研究总院 | 核反应堆蒸发器大锻件钢晶粒细化方法 |
CN102974731A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 中国第一重型机械股份公司 | 一种核电用整体封头的锻造成型方法 |
CN104259362A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 中国第一重型机械股份公司 | 核反应堆一体化下封头整体仿形锻造方法 |
CN107760990A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-06 | 上海申江锻造有限公司 | 核电蒸汽发生器用法兰锻件的锻造方法 |
CN108396227A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-08-14 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 连铸坯成材A387Gr11Cl2钢板及其生产方法 |
CN109158460A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-08 | 中国原子能科学研究院 | 一种波纹管的制造方法 |
-
2020
- 2020-04-14 CN CN202010292741.7A patent/CN111482544A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3240266A (en) * | 1962-03-13 | 1966-03-15 | Atomic Energy Authority Uk | Heat exchangers |
CN102234706A (zh) * | 2011-08-05 | 2011-11-09 | 钢铁研究总院 | 核反应堆蒸发器大锻件钢晶粒细化方法 |
CN102974731A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 中国第一重型机械股份公司 | 一种核电用整体封头的锻造成型方法 |
CN104259362A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 中国第一重型机械股份公司 | 核反应堆一体化下封头整体仿形锻造方法 |
CN107760990A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-06 | 上海申江锻造有限公司 | 核电蒸汽发生器用法兰锻件的锻造方法 |
CN108396227A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-08-14 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 连铸坯成材A387Gr11Cl2钢板及其生产方法 |
CN109158460A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-08 | 中国原子能科学研究院 | 一种波纹管的制造方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
沈贤莉: ""大型核电蒸发器管板锻件研究与制造"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
王宜勤: ""加氢装置用2.25Cr 1M0.25V钢锻件的生产"", 《化工装备:新技术新材料》 * |
魏艳萍: ""加氢反应器的质量控制"", 《齐鲁石油化工》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113862421A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-31 | 中国原子能科学研究院 | 一种饼形大厚度的锻件的制造方法 |
CN113862421B (zh) * | 2021-09-23 | 2024-02-20 | 中国原子能科学研究院 | 一种饼形大厚度的锻件的制造方法 |
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