核設(shè)備封頭的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封頭的制造方法，尤其是一種核設(shè)備封頭的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)將大力發(fā)展核電站，核電站的中對(duì)封頭的需求非常廣泛。由于核電站的運(yùn)轉(zhuǎn)涉及到人生財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)安全的控制非常嚴(yán)格，所以核電站的主要部件，一般依靠進(jìn)口。其中對(duì)封頭的要求亦及其嚴(yán)格，且封頭加工必須為熱加工。隨著中國(guó)國(guó)內(nèi)核電站的快速發(fā)展，對(duì)核電用封頭的需求也越來越多，如果從國(guó)外進(jìn)口該類封頭，勢(shì)必影響核電站的發(fā)展速度，也會(huì)受國(guó)外的環(huán)境制約，加工時(shí)間長(zhǎng)、外購(gòu)成本高。
[0003]所以，核電“走出去”在中國(guó)已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略。實(shí)現(xiàn)中國(guó)由核電大國(guó)向核電強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，一個(gè)重要標(biāo)志是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)“走出去”。為此，中國(guó)研制出了第一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核設(shè)備。然而，該核設(shè)備中使用的規(guī)格為EHA4270*64mm、材質(zhì)為Q245R的封頭在制造的過程中存在以下問題:當(dāng)增加長(zhǎng)時(shí)間的焊后模擬熱處理時(shí)，現(xiàn)有的成型方式力學(xué)性能所無法滿足核電使用要求；現(xiàn)有的國(guó)標(biāo)鋼板用于核電封頭，力學(xué)性能、化學(xué)成分不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由鑒于此，確有必要提供一種核電設(shè)備封頭的制造方法，以解決上述問題。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案主要是通過對(duì)鋼板、焊材化學(xué)成分，力學(xué)性能的前期控制，沖壓應(yīng)力分析，改變現(xiàn)有的熱處理方式，保證沖壓熱處理后各種性能指標(biāo)滿足核電設(shè)備厚大封頭要求，其中，厚大封頭的厚度>50 _，直徑>4 m0具體地，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種核設(shè)備封頭的制造方法，其包括以下步驟:
選擇母材選擇符合國(guó)標(biāo)的Q245R鋼板作為母材，且所述母材的力學(xué)性能在經(jīng)過280°C _320°C的熱處理后比在常溫下提高20%-50% ；
選擇焊材選擇與所述母材相同的Q245R鋼板原材料作為焊材，對(duì)所述焊材進(jìn)行熱處理模擬實(shí)驗(yàn)并檢測(cè)力學(xué)性能，且檢測(cè)得到的力學(xué)性能符合封頭的對(duì)應(yīng)力學(xué)性能指標(biāo)，其中，所述熱處理模擬試驗(yàn)采用的熱處理工藝參數(shù)為:正火處理溫度900-930°C、正火處理時(shí)間240-280 min、回火處理溫度600-630°C、回火處理時(shí)間90-110 min、退火處理溫度600-650 °C和退火處理時(shí)間9.5-10.5 h ；
模擬仿真采用模擬仿真軟件模擬封頭產(chǎn)品成型過程，選擇得到封頭壓制參數(shù)；
焊接處理采用所述焊材將多個(gè)所述母材焊接在一起，并對(duì)焊縫進(jìn)行射線探傷，排除所述焊縫中的缺陷，得到無缺陷焊接試件；
沖壓處理根據(jù)所述模擬仿真的步驟中選擇得到的所述封頭壓制參數(shù)，將所述無缺陷焊接試件隨封頭產(chǎn)品進(jìn)行壓制，得到?jīng)_壓試件；
熱處理依據(jù)所述選擇焊材的步驟中采用的所述熱處理工藝參數(shù)，先對(duì)所述沖壓試件在900-930 °C正火處理240-280 min，再在600-630 °C回火處理90-110 min，然后在600-650°C退火處理9.5-10.5 h，之后進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，篩選出力學(xué)性能合格的封頭試件；
制備成品對(duì)所述封頭試件依次進(jìn)行表面處理、無損檢測(cè)和尺寸測(cè)量處理，以得到封頭成品。
[0006]其中，本文中的所述封頭可以是指核電疏水箱封頭、核電汽水分離器封頭等厚大封頭。所述焊接處理的步驟主要是將多個(gè)所述母材拼接在一起，然后再采用所述焊料將多個(gè)所述母材焊接在一起。
[0007]基于上述，所述焊材的長(zhǎng)度不小于1000 mm，單邊寬度不小于板厚的3倍且不小于150 mm。其中，所述焊材與所述母材具有相同標(biāo)準(zhǔn)、相同牌號(hào)、相同厚度和相同熱處理狀態(tài)。
[0008]基于上述，在所述模擬仿真的步驟之后，所述焊接處理的步驟之前，它還包括以下步驟:先對(duì)所述母材進(jìn)行100%超聲檢測(cè)，并標(biāo)識(shí)出缺陷位置；然后避開所述母材上的缺陷位置進(jìn)行下料切割處理，并對(duì)切割后的母材的邊緣進(jìn)行打磨，露出金屬光澤。
[0009]基于上述，所述焊接處理的步驟包括先對(duì)所述母材的焊縫進(jìn)行預(yù)熱，再將所述焊料焊接在所述母材的焊縫延長(zhǎng)線上，焊接后立即進(jìn)行消氫處理，消氫處理后進(jìn)行焊縫打磨與所述母材平齊，并對(duì)焊縫進(jìn)行拋磨處理。
[0010]基于上述，所述熱處理步驟中的力學(xué)性能測(cè)試包括拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、高溫拉伸試驗(yàn)和縱向拉伸試驗(yàn)。
[0011]基于上述，在所述沖壓處理的步驟中，熱壓成形的溫度為800°c-1100°c。其中，該步驟主要是將所述無缺陷焊接試件按照所述封頭產(chǎn)品的形狀進(jìn)行沖壓，也就是將所述無缺陷焊接試件壓制成所述封頭產(chǎn)品的形狀。
[0012]基于上述，所述制備成品的步驟包括:對(duì)所述封頭試件的內(nèi)外表面進(jìn)行表面處理，并進(jìn)行MT+PT檢測(cè)，篩選出無缺損的封頭試件；對(duì)無缺損的封頭試件進(jìn)行全尺寸測(cè)量，得到所述封頭成品。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的核設(shè)備用封頭的制造方法采用Q245R鋼材作為基礎(chǔ)材料，并提供對(duì)Q245R鋼材的前期、后期的各種指標(biāo)控制，制備出完全符合核設(shè)備規(guī)范要求的封頭，從而實(shí)現(xiàn)自行制造核設(shè)備封頭，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)核設(shè)備厚大封頭的制造空白；而且與國(guó)外類似材質(zhì)相比，在同等的質(zhì)量條件下，降低了采購(gòu)、制造成本；本發(fā)明提供的上述方法可以用來制備核電疏水箱封頭、核電汽水分離器封頭等。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例1提供一種核電疏水箱用封頭的制造方法，其包括以下步驟:
(1)選擇母材:選擇符合國(guó)標(biāo)的Q245R鋼板作為母材，所述母材是通過快速乳制冷卻的方法制造的，且所述母材的力學(xué)性能如下:通過采用GB/T 228規(guī)定的常溫拉伸試驗(yàn)方法檢測(cè)出其常溫拉伸參數(shù)為:屈服強(qiáng)度&。.2為296 MPa、抗拉強(qiáng)度L為496 MPa、斷后伸長(zhǎng)率A5Qnm為37.0%和Z向拉伸長(zhǎng)率為72.0% ;通過采用GB/T 4338規(guī)定的高溫拉伸試驗(yàn)方法檢測(cè)出其300°C時(shí)的拉伸參數(shù)為:RP。.# 204 MPa、、為462 MPa ;通過采用GB/T 229規(guī)定的KV沖擊試驗(yàn)方法檢測(cè)出其在_20°C時(shí)的平均沖擊能為76 J，且最小沖擊能為25 J ;通過采用GB/T5313規(guī)定的厚度方向拉伸試驗(yàn)方法檢測(cè)出其平均斷面收縮率為75.3%，且最小斷面收縮率為75%，通過采用GB/T 232規(guī)定的彎曲試驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)，母材經(jīng)過彎曲后，其內(nèi)外表面都無肉眼可見裂紋。
[0016](2)選擇焊材:提供與步驟(1)中的母材具有相同標(biāo)準(zhǔn)、相同牌號(hào)、相同厚度和相同熱處理狀態(tài)的Q245R鋼板原材料作為焊材，所述焊材的長(zhǎng)度大約1100-1200 mm，單邊寬度為130 mm;對(duì)所述焊材進(jìn)行熱處理模擬實(shí)驗(yàn)并檢測(cè)力學(xué)性能，且檢測(cè)得到的力學(xué)性能符合封頭的對(duì)應(yīng)力學(xué)性能指標(biāo)，其中，所述熱處理模擬試驗(yàn)采用的熱處理工藝參數(shù)為:正火處理溫度及時(shí)間分別為900-930°C、240-280 min,回火處理溫度及時(shí)間分別為:600-630°C、90-110 min，退火處理溫度及時(shí)間分別為600-650°C、9.5-10.5 h ;其中，所述焊材熱處理狀態(tài)的力學(xué)性能為:通過采用NB/T 47016規(guī)定的常溫拉伸試驗(yàn)方法檢測(cè)出其常溫拉伸參數(shù)為為437 MPa和A 為38.5 ;通過采用GB/T 4338規(guī)定的高溫拉伸試驗(yàn)方法檢測(cè)出其300°C時(shí)的拉伸參數(shù)為:‘.2為200 MPa、!^為456 MPa ;通過采用NB/T 47016規(guī)定的KV沖擊試驗(yàn)方法檢測(cè)出其在-20°C時(shí)的平均沖擊能為212 J，且最小沖擊能為174J ;通過采用NB/T 47016規(guī)定的側(cè)向彎曲試驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)，彎曲部分的內(nèi)外表面都無肉眼可見裂紋。
[0017](3)模擬仿真:使用模擬仿真軟件模擬封頭產(chǎn)品成型過程，通過殘余應(yīng)力分析，壁厚分布情況選擇后期封頭壓制參數(shù)；具體地，選擇