一種核電主管道整體空心鍛造成型工藝的製作方法

2023-07-31 06:35:46

專利名稱：一種核電主管道整體空心鍛造成型工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種管件的鍛造加工工藝，具體涉及一種核電主管道整體空心鍛造成型工藝。
背景技術：
AP1000鍛造主管道是核島核一級重大設備。主管道採用316LN不鏽鋼整體鍛造成型，不允許焊制。在鍛造成型技術上目前國內外均在萬噸級壓機上採用實心鋼錠整體實心鍛造成型，沒有把主管道￠786內孔鍛造出來，這不但極大地浪費了昂貴的原材料，而且完全是用機械加工打深孔的辦法把20多噸重的內孔材料加工掉，這極大的增加了加工時間，使製造周期大大延長，同時也大大增加了管件的製造成本。再由於受電渣重溶爐能力和成本的限制，空心鋼錠的截面尺寸不能滿足工藝變形量及鍛造比的要求。如果採用墩粗的方法增大空心鋼錠的截面尺寸，其工藝過程十分複雜，且需要特大型的鍛造設備才能完成全過程。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中存在的缺陷，提供一種滿足AP1000技術要求的，大型超低碳控氮316LN不鏽鋼鍛件採用空心鋼錠整體空心鍛造成型工藝，採用該工藝可以降低核電主管道的製造成本，還可以解決316LN不鏽鋼由於是奧氏體不鏽鋼沒有同素異構轉變，為防止晶粒度長大鍛造加熱控制困難的問題。為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種核電主管道整體空心鍛造成型工藝，其特徵在於，所述鍛造成型工藝包括如下工藝步驟SI :將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件放入加熱爐內進行第一次加熱和保溫，第一次加熱溫度應小於600°C至850°C，第一次加熱速度控制在30 45°C /h ;然後在850°C下保溫，保溫時間按D0. 65 DO. 8min/mm計算，D為錠坯直徑；S2 :當SI步的保溫工序結束後進行第二次加熱，第二次加熱將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件，由850°C加熱到950°C，第二加熱的速度為50 70°C /h，加熱後不保溫；S3 :當S2步的加熱工序結束後進行第三次加熱，第三次加熱將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件，由950°C加熱到1200°C，若為TP316LN不鏽鋼空心鍛件，由950°C加熱到11800C ;然後在1200°C或1180°C下保溫，保溫時間按D0. 30 DO. 45min/mm計算；S4 :當S3步的保溫工序結束後進行鍛造加工，所述的鍛造加工包括反覆拔長，然後壓肩分科，然後再拔長成型管坯，最後再進行管嘴拔長及衝孔；S5 :在S4的鍛造加工時當鍛件溫度降到880°C時，需要再回爐進行加熱，加熱速度按接近加熱爐功率的升溫速度進行加熱並加溫到1180°C，然後再按DkO. 3min/mm保溫，式中Dk = (2. 5 3. 5) S，S為空心管的壁厚。其中優選的技術方案是，在所述S3步驟中鍛件的保溫時間按下線計算。 優選的技術方案還包括，將所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件放入加熱爐內時，工件糹而頭要遠尚爐丨I。優選的技術方案還包括，所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件在加熱爐內加熱時，爐內應嚴格控制氣氛中的游離氧的濃度不高於3%。優選的技術方案還包括，所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件在加熱爐內加熱時，爐內要保持足夠的正壓應不低於6Pa。所述核電主管道為熱鍛成品，其外徑達到0 956_，管壁厚度85_，所述核電主管道為彎管，所述彎管彎曲部位的角度為56. 4°，在核電主管道上還有兩個夾角為45°的管嘴，在所述彎管的彎頭兩端還有直管段，在所述彎管的本體上設有兩個大口徑接管角，所述彎管的展開總長度約為6米。
本發明的優點和有益效果在於採用該核電主管道整體空心鍛造成型工藝，解決了目前國內外不能以空心鋼錠整體空心鍛造成型AP1000主管道的技術難題。在很大程度上解決了現在第三代核電主管道由於成本高，無法大規模推廣應用在核電項目上的難題。還解決了 AP1000主管道性能控制困難，以及昂貴原材料浪費問題。同時還解決了 316LN不鏽鋼由於是奧氏體不鏽鋼沒有同素異構轉變，為防止晶粒度長大鍛造加熱控制困難的問題。


圖I是採用本發明工藝鍛壓核電管道的工藝流程圖；圖2是採用本發明工藝鍛壓核電管道的管件變形過程流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。本發明是一種核電主管道整體空心鍛造成型工藝，所述鍛造成型工藝包括如下工藝步驟第一步將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件放入加熱爐內進行第一次加熱和保溫，第一次加熱溫度應小於600°C至850°C，第一次加熱速度控制在30 45°C /h ;然後在850°C下保溫，保溫時間按D0. 65 DO. 8min/mm計算，D為錠還直徑；第二步當第一步的保溫工序結束後進行第二次加熱，第二次加熱將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件，由850°C加熱到950°C，第二加熱的速度為50 70 V /h，加熱後不保溫；第三步當第二步的加熱工序結束後進行第三次加熱，第三次加熱將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件，由950°C加熱到1200°C，若為TP316LN不鏽鋼空心鍛件，由950°C加熱到11800C ;然後在1200°C或1180°C下保溫，保溫時間按D0. 30 DO. 45min/mm計算；第四步當第三步的保溫工序結束後進行鍛造加工，所述的鍛造加工包括反覆拔長，然後壓肩分科，然後再拔長成型管坯，最後再進行管嘴拔長及衝孔；如圖I、圖2所示；第五步在第四步的鍛造加工時當鍛件溫度降到880°C時，需要再回爐進行加熱，加熱速度按接近加熱爐功率的升溫速度進行加熱並加溫到1180°C，然後再按DkO. 3min/mm保溫，式中Dk = (2. 5 3. 5) S，S為空心管的壁厚。
在本發明中優選的實施方案是，在所述第三步驟中鍛件的保溫時間按下線計算。在本發明中優選的實施方案還包括，將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件放入加熱爐內時，工件端頭要遠離爐門。在本發明中優選的實施方案還包括，所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件在加熱爐內加熱時，爐內應嚴格控制氣氛中的游離氧的濃度不高於3%。在本發明中優選的實施方案還包括，所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件在加熱爐內加熱時，爐內要保持足夠的正壓應不低於6Pa。 在本發明中所述核電主管道為熱鍛成品，其外徑達到$956mm，管壁厚度85mm，所述核電主管道為彎管，所述彎管彎曲部位的角度為56.4°，在核電主管道上還有兩個夾角為45°的管嘴，在所述彎管的彎頭兩端還有直管段，在所述彎管的本體上設有兩個大口徑接管角，所述彎管的展開總長度約為6米。具體實施例由於到目前為止國內外AP1000主管道的技術均採用實心鋼錠實心鍛造成型，還沒有空心鋼錠空心鍛造成型技術。現在第三代核電主管道由於成本高，無法大規模推廣應用在核電項目上。由於AP1000主管道性能控制困難，昂貴原材料浪費嚴重。316LN不鏽鋼由於是奧氏體化不鏽鋼沒有同素異構轉變，為了防止晶粒度長大鍛造加熱控制困難。而次用本發明所述的實施例後成本,原材料節約方面,對比如下表
權利要求
1.一種核電主管道整體空心鍛造成型エ藝，其特徵在於，所述鍛造成型エ藝包括如下エ藝步驟 51:將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件放入加熱爐內進行第一次加熱和保溫，第一次加熱速度應小於600°C至850°C，第一次加熱速度控制在30 45°C /h ;然後在850°C下保溫，保溫時間按D0. 65 DO. 8min/mm計算，D為錠坯直徑； 52:當SI步的保溫エ序結束後進行第二次加熱，第二次加熱將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件，由850°C加熱到950°C，第二加熱的速度為50 70°C /h，加熱後不保溫； 53:當S2步的加熱エ序結束後進行第三次加熱，第三次加熱將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件，由950°C加熱到1200°C，若為TP316LN不鏽鋼空心鍛件，由950°C加熱到1180°C;然後在1200°C或1180°C下保溫，保溫時間按D0. 30 DO. 45min/mm計算； 54:當S3步的保溫エ序結束後進行鍛造加工，所述的鍛造加工包括反覆拔長，然後壓肩分科，然後再拔長成型管坯，最後再進行管嘴拔長及衝孔； 55:在S4的鍛造加工時當鍛件溫度降到880°C吋，需要再回爐進行加熱，加熱速度按接近加熱爐功率的升溫速度進行加熱並加溫到1180°C，然後再按DkO. 3min/mm保溫，式中Dk=(2. 5 3. 5) S，S為空心管的壁厚。
2.如權利要求I所述的核電主管道整體空心鍛造成型エ藝，其特徵在於，在所述S3步驟中鍛件的保溫時間按下線計算。
3.如權利要求I所述的核電主管道整體空心鍛造成型エ藝，其特徵在幹，將所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件放入加熱爐內時，エ件端頭要遠離爐門。
4.如權利要求I所述的核電主管道整體空心鍛造成型エ藝，其特徵在於，所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件在加熱爐內加熱時，爐內應嚴格控制氣氛中的游離氧的濃度不高於3%。
5.如權利要求I所述的核電主管道整體空心鍛造成型エ藝，其特徵在於，所述TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件在加熱爐內加熱時，爐內要保持足夠的正壓應不低於6Pa。
6.如權利要求I所述的核電主管道整體空心鍛造成型エ藝，其特徵在於，所述核電主管道為熱鍛成品，其外徑達到Φ956πιπι，管壁厚度85mm，所述核電主管道為彎管，所述彎管彎曲部位的角度為56. 4°，在核電主管道上還有兩個夾角為45°的管嘴，在所述彎管的彎頭兩端還有直管段，在所述彎管的本體上設有兩個大口徑接管角，所述彎管的展開總長度約為6米。
全文摘要
本發明公開了一種核電主管道整體空心鍛造成型工藝，其工藝步驟為將TP316LN不鏽鋼空心電渣鑄件放入加熱爐內進行第一次加熱和保溫，保溫工序結束後進行第二次加熱，第二次加熱結束後進行第三次加熱，第三次加熱結束後進行鍛造加工，所述的鍛造加工包括反覆拔長，然後壓肩分科，然後再拔長成型管坯，最後再進行管嘴拔長及衝孔；在鍛造加工時當鍛件溫度降到880℃時，需要再回爐進行加熱，加熱速度按接近加熱爐功率的升溫速度進行加熱並保溫。採用該工藝可以降低核電主管道的製造成本，還可以解決316LN不鏽鋼由於是奧氏體不鏽鋼沒有同素異構轉變，為防止晶粒度長大鍛造加熱控制困難的問題。
文檔編號B21K1/14GK102632182SQ20121007822
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者賴長德, 高欣 申請人:江陰南工鍛造有限公司