本发明专利技术公开了一种ＡＰ１０００核电技术一回路主管道的制造工艺，包含以下步骤：１）采用电弧炉＋ＡＯＤ炉生产自耗电极，２）电渣重熔的方法生产钢锭：３）锻造：采用８０００吨以上压力机对钢锭进行锻造；４）粗加工：采用卧式车床对钢锭进行外圆加工，深孔镗床进行内孔加工；５）采用冷弯方法钢锭弯制；６）固溶热处理：采用燃气丙烷炉进行固溶热处理；７）精加工：采用镗床进行内孔精加工。采用合理、有效的冶炼方法保证钢锭锻造后力学性能、晶粒度及锻造时不产生裂纹。采用本工艺可以生产出成分合格，结晶组织优良，内部纯净的钢锭，为锻造创造良好的条件。采用冷弯方法，可以保证弯曲部位的晶粒度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种AP1000核电技术一回路主管道的制造工艺。
技术介绍
在压水堆核电厂中，主管道是核岛内七大关键设备之一，被称为核 电站的"主动脉"。主管道连接了反应堆压力容器、蒸汽发生器和反应堆冷却剂泵，从 而组成一条闭式的循环回路。在反应堆冷却剂泵驱动下，反应堆冷却剂在环路中流动， 带出反应堆压力容器中核燃料裂变所产生的热量，并通过蒸汽发生器产生的蒸汽驱动汽 轮发电机组。 我国目前许多在建核电站所采用的称之为两代加的CPRIOOO和CNPIOOO核电技 术。主管道安全等级为安全1级，RCC-M等级1级，质保等级为QA1级，抗震类别为 II类，清洁度为A1级，设计压力Pj二 17.23MPa(绝对压力)，设计温度tj = 343°C，水压 试验压力Pt = 31MPa(绝对压力)，设计寿命40年，材料牌号Z3CN20-09M，执行标准 RCC-MM3403(弯头)、RCC-M M3406(直管段)。采用铸造奥氏体-铁素体不锈钢，其 化学成分及力学性能要求如表l、 2所示。 表1主管道化学成分(％ ) <table>table see original document page 3</column></row><table> 其制造工艺包括(1)直管的制造；(2)弯头的制造；(3)直管和弯头的焊接。 AP1000目前世界上最先进的核电技术之一，也是我国未来核电建设所采用的主 要核电技术。主管道安全等级为安全1级，质量等级QA1级，抗震类别为SSE，设计压 力Pj = 17.15MPa(绝对压力)，设计温度tj = 360°C ，水压试验压力Pt = 21.5MPa(绝对压 力)，设计寿命60年，材料牌号316LN，执行标准ASME。采用锻造奥氏体不锈钢，其化学成分及力学性能如表3、 4所示。 表3主管道化学成分(％ ) <table>table see original document page 4</column></row><table> 表4主管道力学性能 <table>table see original document page 4</column></row><table> 注 一个位置的三个试样为一组；MV为一组中三个试样的平均值；SV为一组 中允许一个试样的最低值。 另外，AP1000主管道要求晶粒度为ASTM2级或更细。 AP1000主管道采用整锻式结构不锈钢锻造管，包括两个循环环路，每个环路包 括一个热段(连接反应堆与蒸汽发生器)和两个冷段(连接蒸汽发生器和主泵)。该产品 在制造上存在几个难点(1)、如何生产出满足锻造要求的钢锭；(2)、采用何种方法进行 弯制来保证弯曲部位的晶粒度。 由于AP1000主管道在世界上未有制造成功的先例，所以只有选择合理的工艺路 线才能制造出满足要求的产品。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种AP1000核电技术一回路主管 道的制造工艺，采用合理的工艺路线生产出满足锻造要求的钢锭并保证弯曲部位的晶粒 度。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案。 —种AP1000核电技术一回路主管道的制造工艺，其特征在于工艺步骤如 下 1)、自耗电极冶炼采用电弧炉+AOD炉冶炼自耗电极；冶炼时加入0.05 % 0.10%的铌和0.01 % 0.03%的锆，主管道化学成分如表5所示 表5主管道化学成分(％ ) <table>table see original document page 5</column></row><table> 2)、电渣重熔生产钢锭采用三相电渣炉、75吨结晶器进行电渣锭冶炼；采用 316LN本钢底垫，采用本钢起弧，采用TiC作为引弧剂。 3)、锻造采用8000吨以上压力机对钢锭进行锻造； 4)、粗加工采用卧式车床对钢锭进行外圆加工，深孔镗床进行内孔加工； 5)、采用冷弯方法钢锭弯制； 6)、固溶热处理采用燃气丙烷炉进行固溶热处理； 7)、精加工采用镗床进行内孔精加工。 本专利技术的积极效果在于 (1)、本专利技术的关键在于工艺步骤的组合，采用本工艺可以生产出成分合格，结 晶组织优良，内部纯净的钢锭，为锻造创造良好的条件。 (2)、采用电渣重熔的方法可以减少夹杂、细化晶粒、获得趋于轴向的结晶组 织，从而提高材料的锻造性能。 (3)、合理的化学成分保证材料最终力学性能和具有良好锻造性能。在冶炼时， 加入少量的铌和锆，前者形成的碳化铌在金属凝固时起作用，而后者形成的氮化锆在锻 造时起作用，达到细化晶粒的目的。 (4)、采用316LN本钢底垫，采用本钢起弧，采用TiC作为引弧剂，可以很好的 解决钢锭冶炼时的增碳问题。 (5)、采用冷弯方法，可以保证弯曲部位的晶粒度。(6)、所述镗床通过X、 W和B轴联动，即X和Z向水平运动，镗削动力头同 时绕联接轴旋转。通过三轴联动控制镗削动力头刀尖切削平面始终沿弯管圆弧的径向方 向，最终实现既定角度切削。实现了 AP1000核电技术一回路主管道弯管弯制后的精加 工。镗削动力头4的动力由液压马达提供，可以实现低速大扭矩输出动力，较机械传动 系统结构更简单，并因此能够减轻动力系统重量。本设备可以使用单片机或PLC进行控 制，只进行简单平面圆弧插补和镗削动力头摆角控制，算法简单，精度容易满足。 附图说明图l是本专利技术的镗床的整机结构示意图。 图2是显示本专利技术镗床的镗削动力头与直镗杆之间连接关系的示意图。 具体实施方式下面结合具体实例进一步描述本专利技术。 以主管道热段为例来说明本专利技术的工艺。要成功锻造出主管道热段，所需钢锭约为75吨。工艺步骤如下 1)、自耗电极冶炼在采用电弧炉+AOD炉生产自耗电极时，要考虑以下问 题 (1)、成分设计 合理的化学成分是保证材料最终力学性能和具有良好锻造性能的基础。在锻造 主管道热段时，钢锭的重量将超过70吨，对于大型316LN不锈钢的锻造，我国尚缺乏经 验。对比于普通碳钢，316LN不锈钢具有较高的高温强度，为了提高其锻造性能，要提 高其锻造加热温度，而加热温度的增加，在奥氏体晶界易形成S相铁素体，在达到一定 数量时，会急剧降低材料的锻造性能。所以，成分设计的第一个要求是控制S相形成温 度及数量。在表l所示的各种合金成分中，C、 N两种元素以间隙固溶方式存在于奥氏 体中，可以大幅度提高材料抗拉强度；而Cr、 Si、 Mn、 Mo、 Ni元素以置换固溶方式存 在于奥氏体中，除Ni降低材料抗拉强度外，其余元素均有利于材料的抗拉强度。从以上 两点出发，设计的主管道成分如表5所示 表5主管道化学成分(％ ) <table>table see original document page 6</column></row><table> (2)、微合金化 由于最终产品对晶粒度有要求，而对于铸造不锈钢来讲，其晶粒较为粗大，如 果不在冶炼时进行晶粒的控制，如要达到晶粒度的要求，必定增加锻造的难度和工作 量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＡＰ１０００核电技术一回路主管道的制造工艺，其特征在于：工艺步骤如下： １）、自耗电极冶炼：采用电弧炉＋ＡＯＤ炉冶炼自耗电极；冶炼时加入０．０５％～０．１０％的铌和０．０１％～０．０３％的锆，主管道化学成分如表５所示： 表５主管道化学成分（％） ＊＊＊ １．２）、电渣重熔生产钢锭：采用三相电渣炉、７５吨结晶器进行电渣锭冶炼；采用３１６ＬＮ本钢底垫，采用本钢起弧，采用ＴｉＣ作为引弧剂； ３）、锻造：采用８０００吨以上压力机对钢锭进行锻造； ４）、粗加工：采用卧式车床对钢锭进行外圆加工，深孔镗床进行内孔加工； ５）、采用冷弯方法钢锭弯制； ６）、固溶热处理：采用燃气丙烷炉进行固溶热处理； ７）、精加工：采用镗床进行内孔精加工。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，刘仲礼，
申请(专利权)人：烟台台海玛努尔核电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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