制備核電站中主泵的推力盤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電設(shè)備的制備領(lǐng)域，尤其涉及主栗的推力盤的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核電站中的主栗的推力盤的最大外徑可達到1080mm，厚度可達460.5mm，其中耐磨層厚度為5_，重量達5噸左右，尺寸較大。目前，通常采用堆焊工藝制備大型設(shè)備。制備核電站中的主栗的推力盤過程中，采用堆焊工藝在推力盤基體上堆焊耐磨粉末形成推力盤的耐磨層，推力盤基體在堆焊過程中易熔化，導(dǎo)致堆焊層即堆焊形成的耐磨層的稀釋率較高，因此，為保證推力盤的耐磨層的性能，必須要在推力盤基體上堆焊很厚的耐磨層，導(dǎo)致耐磨材料浪費，且堆焊耗能多。另外，采用堆焊工藝制備核電站中的主栗的推力盤上的耐磨層時，堆焊形成的耐磨層經(jīng)常出現(xiàn)咬邊、棱角塌陷等問題，導(dǎo)致耐磨層的均勻性差、質(zhì)量穩(wěn)定性差，進而導(dǎo)致制備得到的核電站中的主栗的推力盤的質(zhì)量差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為提高制備的核電站中主栗的推力盤的質(zhì)量，減少耐磨材料的浪費，降低能耗，本發(fā)明提出一種制備核電站中主栗的推力盤的方法，該制備方法包括如下步驟:
[0004]步驟一，制備推力盤基體和推力盤包套:
[0005]所述推力盤基體包括圓盤狀的基體本體，該基體本體的兩端的中心位置均設(shè)置有定位凸柱，所述基體本體的兩端的邊緣均設(shè)置有擋粉凸環(huán)，且該擋粉凸環(huán)的高度小于所述定位凸柱的高度；
[0006]所述推力盤包套包括圓柱形筒體，且該圓柱形筒體的內(nèi)徑等于所述基體本體的直徑；所述圓柱形筒體的兩端配設(shè)有封閉所述圓柱形筒體的端口用的蓋板；所述圓柱形筒體上設(shè)置有裝粉通道，該裝粉通道背離所述圓柱形筒體的頂端配設(shè)有頂蓋，且該頂蓋上設(shè)置有抽真空孔；
[0007]步驟二，先將所述步驟一中制備的推力盤基體立起置于所述圓柱形筒體內(nèi)，且所述推力盤基體的中心軸線與所述圓柱形筒體的中心軸線共線，所述裝粉通道位于所述推力盤基體的上方；再將所述蓋板焊接在所述圓柱形筒體的端口并平行貼靠在所述推力盤基體的定位凸柱的端面上，且所述推力盤基體的擋粉凸環(huán)與所述蓋板之間設(shè)置有墊圈，該墊圈靠近所述裝粉通道處設(shè)置有裝粉口 ；
[0008]步驟三，通過所述裝粉通道向所述推力盤包套內(nèi)填裝耐磨粉末，填裝完成后，將所述頂蓋安裝到所述裝粉通道頂部并通過焊接密封連接，并利用抽真空裝置通過所述抽真空孔對所述推力盤包套抽真空進行脫氣保溫；
[0009]步驟四，采用熱等靜壓工藝使所述耐磨粉末在所述推力盤包套內(nèi)擴散并與所述推力盤基體的兩端的端面及所述推力盤包套的內(nèi)壁連接；
[0010]步驟五，采用機加工或酸洗方法去除推力盤包套得到推力盤胚料，并對所述推力盤胚料進行精加工得到所述核電站中主栗的推力盤。
[0011]采用該制備核電站中主栗的推力盤的方法制備推力盤，推力盤基體位于推力盤包套的圓柱形筒體內(nèi)，并利用定位凸柱的端面抵住推力盤包套的蓋板，利用墊圈抵住推力盤基體上的擋粉凸環(huán)和推力盤包套的蓋板，從而使推力盤基體固定在推力盤包套內(nèi)，且推力盤基體的基體本體的兩端面與推力盤包套上的蓋板之間的間距恒定。這樣，制備得到的推力盤上的耐磨層厚度均勻，進而提高了推力盤的質(zhì)量。采用熱等靜壓工藝在推力盤基體的基體本體的兩端的端面形成耐磨層時，只需使推力盤基體的基體本體上的端面與推力盤包套之間的間距略大于待制備推力盤的耐磨層的設(shè)計厚度即可，這樣，可以節(jié)約耐磨粉末，避免浪費，同時降低焊接所需的能耗。
[0012]優(yōu)選地，所述推力盤包套的抽真空孔處設(shè)置有抽真空管。這樣，在對推力盤包套進行抽真空時，方便抽真空裝置的吸氣口與推力盤包套連接，操作方便。
[0013]優(yōu)選地，所述推力盤包套上的裝粉通道的橫截面為矩形。這樣，在制備推力盤包套時，只需在用矩形板材卷制圓柱形筒體時，在該矩形板材的兩端留出一段作為側(cè)板，并用蓋板上的延長擋板與側(cè)板焊接連接即可形成裝粉通道，制作簡單，且制成的推力盤包套上的焊縫較少。
[0014]優(yōu)選地，所述推力盤基體可采用N06600、0Crl8Nil0Ti或347不銹鋼材料制成。進一步地，當所述推力盤基體采用347不銹鋼材料制成時，所述推力盤基體的基體本體的兩端均設(shè)置有環(huán)形的內(nèi)溝槽和環(huán)形的外溝槽，且所述內(nèi)溝槽靠近所述定位凸柱并與所述定位凸柱同心，所述外溝槽靠近所述擋粉凸環(huán)并與所述定位凸柱同心，在所述內(nèi)溝槽內(nèi)堆焊690合金將所述內(nèi)溝槽填平并在所述定位凸柱的側(cè)壁上形成一層合金層，在所述外溝槽內(nèi)堆焊690鎳基合金將所述外溝槽填平并在所述擋粉凸環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上形成一層合金層。這樣，當推力盤基體由347不銹鋼材料制成時，可通過在推力盤基體的基體本體的端面上的環(huán)形的內(nèi)溝槽和外溝槽內(nèi)堆焊690鎳基合金提高推力盤基體的耐腐蝕性和耐熱性。
[0015]優(yōu)選地，在所述步驟三中，對所述推力盤包套進行抽真空之前，先采用氦檢質(zhì)譜儀對所述推力盤包套上的焊縫進行檢漏，當存在漏點時，對所述漏點所在部位的焊縫進行補焊或者重新制作推力盤包套。這樣，既可以避免推力盤包套內(nèi)的真空度在進行脫氣保溫時無法保持穩(wěn)定，影響脫氣保溫效果；又可以避免推力盤包套內(nèi)的壓力在采用熱等靜壓工藝進擴散連接時無法保持穩(wěn)定，影響耐磨層的質(zhì)量。
[0016]優(yōu)選地，所述耐磨粉末為ST12合金粉末、Ν?45合金粉末或Ni60合金粉末，且所述耐磨粉末的粉末粒度為45?180 μπι。進一步地，所述ST12合金粉末中的各化學(xué)成分含量的重量百分比為:碳1.5%?L 7%、鉻30%?32%、鎢9%?9.5%、鈷50%?60%、硅0.4%?1.5%、錳及其他不可避免的雜質(zhì)小于等于0.25% ；
[0017]所述Ni45合金粉末中各化學(xué)成分含量的重量百分比為:碳0.2%?0.4%、娃3.0%?3.7%、硼 1.5%?2.4%、鉻 6.5%?7.7%、鐵彡 7.8%、鎳 72.8%?83.1 %、氮及其他不可避免雜質(zhì)小于等于0.2% ;Ni60合金粉末中各化學(xué)成分含量的重量百分比為:碳0.6%?0.8%、硅 3.5%?4.7%、硼 3.0%?4.0%、鉻 15%?17%、鐵 3.5%?5.0%、鎳68.5%?74%、氧其他不可避免雜質(zhì)小于等于0.2% 0
[0018]優(yōu)選地，在所述步驟三中，進行脫氣保溫時，所述推力盤包套內(nèi)的真空度為2X 10-3Pa，保溫溫度為380?460°C，保溫時間為2?48小時。
[0019]優(yōu)選地，在所述步驟四中，采用所述熱等靜壓工藝進行擴散連接時的溫度為 900?1300°C，所述推力盤包套內(nèi)的壓力為90?130MPa，保溫時間2?4.2小時。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明方法中制備的推力盤基體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為采用347不銹鋼材料制成的推力盤基體堆焊690鎳基合金后的剖視示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明方法中制備的推力盤包套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為圖3所示的推力盤包套處于使用狀態(tài)的剖視示意圖，且推力盤包套內(nèi)填裝的耐磨粉末未示出。
【具體實施方式】
[0024]下面，結(jié)合圖1-4對本發(fā)明制備核電中主栗的推力盤的方法進行詳細說明，該制備方法包括如下步驟:
[0025]步驟一，制備出推力盤基體和推力盤包套。
[0026]如圖1所示，推力盤基體I包括圓盤狀的基體本體11，且該基體本體11的兩端的中心位置均設(shè)置有定位凸柱12，基體本體11的兩端的邊緣均設(shè)置有擋粉凸環(huán)13，該擋粉凸環(huán)13與定位凸柱12同心且該擋粉凸環(huán)13的高度低于定位凸柱12的高度。推力盤基體I可采用N06600、0Crl8Nil0Ti或347不銹鋼材料制成。其中，N06600材料指的是N06600牌號的鎳基高溫合金。0Crl8Nil0Ti材料指的是牌號為0Crl8Nil0Ti的奧氏體不銹鋼。347不銹鋼材料也稱為0Crl8NillNb材料，該材料中的各化學(xué)成分的重量百分比為:碳0.053%?0.08 %、硅彡 0.538 %、錳 1.651% ?2.0 %、磷彡 0.045 %、硫彡 0.002 %、鉻 17.57 % ?19.0%、鎳9.70%?13%、鈮彡0.732%、鉭< 0.02%且余量為Fe。當推力盤基體I由347不銹鋼材料制成時，由于347不銹鋼材料的耐腐蝕性能相對較差，故其基體本體11的兩端的端面上均設(shè)置有環(huán)形的內(nèi)溝槽111和環(huán)形的外溝槽112，如圖2所示，其中，內(nèi)溝槽111與定位凸柱12同心并靠近定位凸柱12，外溝槽112與定位凸柱12同心并靠近擋粉凸環(huán)13，在內(nèi)溝槽111內(nèi)堆焊690鎳基合金將該內(nèi)溝槽111填平并在定位凸柱12的側(cè)壁上形成一層合金層，在外溝槽112內(nèi)堆焊690鎳基合金將外溝槽112填平并在擋粉凸環(huán)13的內(nèi)側(cè)壁上形成一層合金層，以提高推力盤基體11的耐腐蝕性能。
[0027]如圖3所示，推力盤包套2包括圓柱形筒體21，且該圓柱形筒體21的內(nèi)徑等于推力盤基體I的直徑，以便于將推力盤基體I置于推力盤包套2內(nèi)且推力盤基體I的中心軸線與圓柱形筒體21的中心軸線共線。圓柱形筒體21兩端的端口處配設(shè)有封閉端口用的蓋板22，該蓋板22在推力盤基