一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法技术

本发明专利技术涉及管材退火技术领域，公开了一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法，包括如下步骤：步骤一：将弹性约束式结构安装到退火工装内壁上；步骤二：通过特定的布料方式对待退火管进行布料，布料到安装弹性约束式结构的退火工装中；步骤三：将布料后的退火工装在真空退火炉中进行退火；步骤四：退火结束后卸出退火工装中的待退火管。通过本发明专利技术中的弹性约束式结构克服了现有退火工装中管材之间、管材与工装之间均为刚性约束的缺点，退火过程中管材之间的热胀由弹性约束式结构吸能，减少了管材与工装之间的刚性接触导致的局部外径尺寸变化，本发明专利技术退火后直线度及外径尺寸变化较现有退火方式具有明显改善。尺寸变化较现有退火方式具有明显改善。尺寸变化较现有退火方式具有明显改善。

【技术实现步骤摘要】
一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法


[0001]本专利技术涉及管材退火
，特别是涉及一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法。

技术介绍

[0002]为满足核反应堆内苛刻工况的使用要求，核用锆合金包壳管材一般在冷轧管机上采取多道次冷轧的方式成型，这种成型方式具有单道次变形量大(约60～80％)、生产效率高的特点。同时大变形量会产生较大的应力，因此在每道次轧制后均应进行退火，进而消除应力并获得均匀的组织状态，以便进行下道次加工并获得良好的材料性能。
[0003]实际上锆合金管材在退火过程中会发生应力释放，管材的直线度及局部外径尺寸会因为退火过程中管材之间的热胀挤压而发生劣化。特别是在外径较小(≤15mm)的包壳管材退火过程中，包壳管退火后直线度不佳会影响后续矫直过程，进而导致直线度或氢化物不能满足使用要求，最终对包壳管材堆内服役的安全性产生重大影响。而包壳管材局部外径尺寸变化，会导致管材无损探伤不能满足技术指标要求，从而影响包壳管材生产过程中的成品率与经济性。目前普遍使用刚性退火工装或采用金属套管进行包壳管材的退火：刚性退火工装由于没有弹性约束，非常容易造成退火后管材外径及直线度的劣化；金属套管退火由于套管内装载包壳管材数量有限，因此外径尺寸变化较小，但是由于管材相互之间没有约束，因此直线度往往不佳，且一批物料退火需要准备多支套管，出装料不便、装载时间长、装载量少、经济性差。
[0004]因此，在锆合金包壳管材退火领域，急需一种新型锆合金包壳管材退火的方法，实现出装料方便、经济性好、工装易于检修，同时可以实现包壳管材在退火后对直线度及外径尺寸变化予以改善的目的。

技术实现思路

[0005]为解决上述
技术介绍
中存在的至少一种问题，本专利技术提供一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法。
[0006]本专利技术实施例提供的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法，包括如下四个步骤：
[0007]步骤一：将弹性约束式结构安装到退火工装内壁上；
[0008]步骤二：通过特定的布料方式对待退火管进行布料，布料到安装弹性约束式结构的退火工装中；
[0009]步骤三：将布料后的退火工装在真空退火炉中进行退火；
[0010]步骤四：退火结束后卸出退火工装中的待退火管。
[0011]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中，步骤一中弹性约束式结构采用耐热不锈钢网，整网编织后整体压制成波浪形结构，表面洁净、波浪流畅完整，无变形、掉钢屑的现象，不存在花编、漏编的情况。退火工装采用耐热不锈钢材
质制成，包括：底部托架和料舟。弹性约束式结构安装到退火工装的内壁上需要将不锈钢网与料舟侧面及底板紧密贴合，不得有大于第一预设尺寸的凸起。
[0012]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中，步骤二中特定的布料方式为垫管与待退火管相结合的布料方式，垫管分布在底部和顶部，待退火管置于垫管中部；垫管与待退火管为同材质、同规格，垫管在长度上大于待退火管，垫管应为再结晶状态，直线度≤0.5/1000mm。
[0013]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中，步骤三中在真空退火炉中进行退火，包括：炉外送料小车将退火工装送到冷却室、炉内料车驱动装置将退火工装送到加热室进行真空或充氩加热、将退火工装转入冷却室进行真空随炉冷却或充氩冷却、炉外送料小车将退火工装拉出至炉外工装台上。
[0014]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中，真空退火炉中的退火条件为：加热室、冷却室冷态极限真空≤8.0
×
10
‑4Pa，加热室、冷却室的工作真空≤5.0
×
10
‑3Pa，最高加热温度900℃，控温精度≤
±
1℃，温度均匀性≤
±
5℃，均温区≥10m。
[0015]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法，还包括：周期性对垫管的直线度及外径变化进行识别，当直线度较差或外径发生大于第二预设尺寸的变形时对垫管予以矫正或更换。
[0016]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中，底部托架为耐热不锈钢材质的方管结构，装配时将底部托架的横梁和纵梁拼装在一起，使用氩弧焊将底部托架的横梁和纵梁焊接在一起。
[0017]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中，料舟采用冲压方式成形，截面为六边形结构，顶部采用开口式设计。
[0018]进一步地，上述一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中，料舟安装于底部托架之上。
[0019]本专利技术有益效果在于：本专利技术中的退火工装便于退火炉内部清洁，料舟可实现整体吊装，具备维修性强的优点；本专利技术不仅改善了退火后管材的直线度及尺寸，减少了辅材的消耗，而且弹性约束式结构克服了现有退火工装中管材之间、管材与工装之间均为刚性约束的缺点，退火过程中管材之间的热胀由弹性约束式结构吸能，减少了管材与工装之间的刚性接触导致的局部外径尺寸变化而且具有出装料方便、码料贴合度整齐的优点，对不同规格管材的兼容性好，使用的不锈钢网和垫管可多次使用，减少了辅材的消耗。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法流程示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方
法中的退火工装及弹性约束式结构示意图一；
[0023]图3为本专利技术实施例提供的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中的布料结构示意图二；
[0024]图4为本专利技术实施例提供的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法中的退火工装结构示意图三。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵时做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法，其特征在于，包括如下四个步骤：步骤一：将弹性约束式结构安装到退火工装内壁上；步骤二：通过特定的布料方式对待退火管进行布料，布料到安装弹性约束式结构的退火工装中；步骤三：将布料后的退火工装在真空退火炉中进行退火；步骤四：退火结束后卸出退火工装中的待退火管。2.根据权利要求1所述的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法，其特征在于，所述步骤一中弹性约束式结构采用耐热不锈钢网，整网编织后整体压制成波浪形结构，表面洁净、波浪流畅完整，无变形、掉钢屑的现象，不存在花编、漏编的情况；退火工装采用耐热不锈钢材质制成，包括：底部托架和料舟；弹性约束式结构安装到退火工装的内壁上需要将不锈钢网与料舟侧面及底板紧密贴合，不得有大于第一预设尺寸的凸起。3.根据权利要求1所述的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法，其特征在于，所述步骤二中特定的布料方式为垫管与待退火管相结合的布料方式，垫管分布在底部和顶部，待退火管置于垫管中部；垫管与待退火管为同材质、同规格，垫管在长度上大于待退火管，垫管应为再结晶状态，直线度≤0.5/1000mm。4.根据权利要求1所述的一种核用锆合金包壳管材退火直线度及外径的改善方法，其特征在于，步骤三中在真空退火炉中进行退火，包括：炉外送料小车将退火工装送到冷却室、炉内料车驱动装置将退火工装送到加热室进行真空或充氩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭峰，张海芹，刘海明，周军，张伟，杨锋，雷江，毛春田，杨周通，刘跃，李宇力，孙涛涛，
申请(专利权)人：西安西部新锆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：