超大型核電鍛件綠色制造技術(shù)與實踐

序一
序二
前言
第１篇緒論
第１章核電鍛件概述５
１.１核電簡介５
１.２發(fā)展核電的必要性１０
１.３核電鍛件自主化及核電裝備
“走出去”１１
１.４核電鍛件的重要性１２
第２章超大型核電鍛件特性及
綠色制造１８
２.１規(guī)格超大形狀復(fù)雜１８
２.２技術(shù)要求高２０
２.３大型化及一體化２０
２.３.１ＲＰＶ鍛件２１
２.３.２ＳＧ鍛件２１
２.４綠色制造２２
２.４.１胎模鍛造及仿形鍛造２３
２.４.２近凈成形鍛造２５
２.５鍛件制造資質(zhì)３１
２.５.１制造資格取證３１
２.５.２鍛件評定３２
２.５.３核安全許可３３
２.６制造過程控制３３
２.７產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性３５
２.７.１母材見證件３５
２.７.２焊接見證件３５
第３章鍛件制造設(shè)備與工裝特點３６
３.１制造設(shè)備的超大型化及
自動化３６
３.１.１冶煉及鑄錠設(shè)備３７
３.１.２鍛造設(shè)備４１
３.１.３熱處理設(shè)備４４
３.１.４試樣制備設(shè)備４９
３.２工裝的超大型化及復(fù)雜化５２
３.２.１ＳＧ水室封頭管嘴翻邊
裝置５２
３.２.２小型堆一體化頂蓋模鍛
工裝５３
３.２.３轉(zhuǎn)子中心孔超聲波探傷
裝置５３
３.２.４鋼錠抬梁及吊鉗５３
３.２.５鍛造起重機及翻鋼機５６
３.２.６坯料翻轉(zhuǎn)機５７
３.２.７回轉(zhuǎn)裝置５９
３.２.８非對稱鎖緊式半球體夾緊
裝置６０
３.２.９雙端不對稱變截面筒體同步
變形裝置６１
３.２.１０超大直徑鋼錠火焰切割機
６３
第４章核電鍛件的評定、解剖檢測及
驗證６４
４.１評定６４
４.１.１一體化頂蓋６４
４.１.２一體化底封頭６７
４.１.３泵殼６８
４.１.４整鍛低壓轉(zhuǎn)子７２
４.２解剖檢測７８
４.２.１ＲＰＶ接管段７８
４.２.２ＳＧ管板７９
４.２.３ＳＧ水室封頭８０
４.３研制及驗證８３
４.３.１６００ｔ級鋼錠的研制８３
４.３.２６００ｔ級鋼錠的驗證８６
４.３.３ＲＰＶ接管段法蘭全截面測溫
及性能檢測８７
第５章核電鍛件制造技術(shù)對比９０
５.１冶煉及鑄錠９０
５.１.１低硅控鋁鋼的冶煉９１
５.１.２超大型鋼錠制造９３
５.２ＲＰＶ一體化鍛件９４
５.２.１頂蓋９４
５.２.２底封頭９７
５.３ＳＧ鍛件胎模鍛造９８
５.３.１管板９８
５.３.２水室封頭９８
５.４近凈成形鍛造１００
５.４.１接管段１００
５.４.２錐形筒體１００
５.４.３主管道空心鍛造１０１
５.５整鍛低壓轉(zhuǎn)子的純凈性與
均勻性１０３
５.５.１純凈性１０３
５.５.２均勻性１０４
第６章典型核電鍛件成形過程的數(shù)值
模擬與比例試驗１０５
６.１成形工藝研究１０５
６?u56752.１?u56752.１自由鍛成形工藝１０５
６.１.２數(shù)值模擬１０７
６.１.３物理模擬１０７
６.１.４比例試驗１０８
６.２數(shù)值模擬軟件的選擇及邊界
條件的優(yōu)化１０８
６.３物理模擬及比例試驗１０９
６.３.１整體頂蓋物理模擬１０９
６.３.２水室封頭管嘴翻邊比例
試驗１０９
６.３.３水室封頭近凈成形比例
試驗１１０
６.３.４主管道低熔點合金內(nèi)支撐
彎曲比例試驗１１１
第７章核電鍛件制造的發(fā)展前景１１３
７.１產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定與提高１１３
７.２標準的自主化１１４
７.３鍛件的綠色制造與極端制造１１５
第２篇超大型鋼錠研制及應(yīng)用
第１章核電用鋼化學(xué)成分設(shè)計與
優(yōu)化１２１
１.１Ｍｎ－Ｍｏ－Ｎｉ鋼１２１
１.２不銹鋼１２２
１.３Ｃｒ－Ｎｉ－Ｍｏ－Ｖ鋼１２７
１.３.１電爐氧化及ＬＦ爐精煉原料
成分控制１２７
１.３.２超純轉(zhuǎn)子鋼冶煉及鑄錠
要求１３１
第２章制造方法的創(chuàng)新１３３
２.１低硅控鋁鋼的冶煉１３３
２.１.１低硅的影響１３４
２.１.２控制鋁含量１３６
２.２保護澆注１３７
２.３二次補澆１３８
２.４空心鋼錠１４０
２.４.１大氣澆注１４０
２.４.２真空澆注１４３
２.５直桶型精煉鋼包底吹氬
新工藝１４６
２.５.１試驗原理及方法１４６
２.５.２試驗結(jié)果分析與討論１５０
２.５.３結(jié)論１５６
２.６ＭＰ工藝研究１５６
２.６.１研究目標及研究內(nèi)容１５７
２.６.２研究方案及研究過程１５７
２.６.３結(jié)論１６１
第３章優(yōu)質(zhì)耐火材料１６２
３.１水口磚１６３
３.１.１鎂碳磚１６３
３.１.２復(fù)合磚１６４
３.１.３鋯質(zhì)磚１６４
３.２導(dǎo)流管１６５
３.２.１分體式１６５
３.２.２整體式１６６
３.３塞棒１６７
３.３.１分體式１６７
３.３.２整體式１６７
３.４長水口１６９
３.４.１試驗研究１６９
３.４.２工程應(yīng)用１７４
第４章中間包１７８
４.１傳統(tǒng)中間包１７９
４.１.１數(shù)值模擬１７９
４.１.２溫度場計算結(jié)果分析１８１
４.２新型中間包１８５
４.２.１包內(nèi)鋼液流動數(shù)值模擬
研究結(jié)果分析１８５
４.２.２工程應(yīng)用１９９
第５章超大型鋼錠的解剖２００
５.１解剖方案２００
５.２純凈性２０１
５.３致密性２０２
５.４制造技術(shù)對比２０２
５.５對傳統(tǒng)觀念的突破２０３
第３篇壓力容器鍛件
研制及應(yīng)用
第１章壓水堆頂蓋２１３
１.１分體式２１３
１.２整體式２１４
１.２.１產(chǎn)品研制２１４
１.２.２產(chǎn)品制造２２５
１.３一體化２３６
１.３.１產(chǎn)品研制２３６
１.３.２產(chǎn)品制造２４９
１.４制造方式對比２５０
１?u56752.５經(jīng)驗教訓(xùn)及預(yù)防措施２５５
第２章壓水堆接管段２５９
２.１分體式２６０
２.２整體式２６９
２.２.１鍛造２６９
２.２.２熱處理２７２
２.２.３解剖檢測２７５
２.２.４國內(nèi)外制造方式對比２７９
２.２.５經(jīng)驗教訓(xùn)２８０
２.３半一體化２９０
２.４一體化２９２
第３章壓水堆下封頭２９８
３.１分體式２９８
３.２一體化２９９
３.２.１產(chǎn)品研制２９９
３.２.２產(chǎn)品制造３１１
３.２.３國內(nèi)外制造方式對比３１５
第４章其他鍛件３１８
４.１壓水堆其他鍛件３１８
４.１.１筒體３１８
４.１.２過渡段３１８
４.１.３接管３１８
４.２沸水堆鍛件３２３
４.２.１下封頭３２３
４.２.２法蘭３２３
４.２.３筒體３２４
４.３小型堆一體化頂蓋３２５
４.３.１工藝性分析３２６
４.３.２主要研究內(nèi)容３２６
４.３.３滿足設(shè)計要求及保證質(zhì)量的
分析３２６
４.３.４制造工藝３２６
４.４高溫氣冷堆鍛件３３１
第４篇蒸汽發(fā)生器鍛件
研制及應(yīng)用
第１章壓水堆上封頭(橢球封頭)
３４１
１.１分體式３４１
１.２整體式３４３
第２章壓水堆錐形筒體與管板３５４
２.１錐形筒體３５４
２?u56752.１?u56752.１覆蓋式鍛造３５４
２.１.２仿形鍛造３５５
２.１.３近凈成形鍛造３５６
２.２管板３６３
２.２.１鍛造３６３
２.２.２熱處理３６７
２.２.３評定與解剖３７０
２.３國內(nèi)外制造方式對比３７６
２.３.１錐形筒體３７６
２.３.２管板３７７
第３章壓水堆下封頭(水室封頭)
３７８
３.１分體式３７９
３.２整體式３８２
３.３胎模鍛造３８３
３.３.１產(chǎn)品研制３８４
３.３.２產(chǎn)品制造３９７
３.３.３經(jīng)驗教訓(xùn)４０３
３.４管嘴翻邊４１７
３.４.１產(chǎn)品研制４１７
３.４.２產(chǎn)品制造４１９
３.５國內(nèi)外制造方式對比４２２
３.５.１帶非向心管嘴整體水室
封頭４２２
３.５.２帶向心管嘴整體水室
封頭４２３
第４章其他鍛件４２４
４.１壓水堆其他鍛件４２４
４.１.１上部筒體４２４
４.１.２下部筒體４２６
４.２高溫氣冷堆鍛件４２８
第５篇其他Ｍｎ－Ｍｏ－Ｎｉ鋼鍛件
研制及應(yīng)用
第１章穩(wěn)壓器及堆芯補給水箱
鍛件４３５
１.１穩(wěn)壓器鍛件４３５
１.１.１上封頭４３５
１.１.２下封頭４３７
１.２堆芯補給水箱鍛件４４９
１.２.１筒體４４９
１.２.２上封頭４５１
１.２.３下封頭４５２
第２章主泵鍛件４５４
２.１泵殼４５４
２.１.１自由鍛造４５４
２.１.２仿形鍛造４５７
２.１.３近凈成形鍛造４６６
２.２殼法蘭鍛件４７２
２.２.１強韌性提升方案４７３
２.２.２優(yōu)化效果４７４
第３章核廢料罐鍛件４７８
３.１工藝性分析４７８
３.２滿足設(shè)計要求和保證質(zhì)量的
分析４７８
３.３制造工藝４７９
３.４性能結(jié)果４８１
第６篇不銹鋼鍛件研制及應(yīng)用
第１章基礎(chǔ)研究４８６
１.１主管道用不銹鋼材料介紹４８６
１.２材料特性及成分優(yōu)化４８６
１.２.１３２１不銹鋼４８６
１.２.２３１６ＬＮ不銹鋼５０１
１.３冶煉及鑄錠５０５
１.３.１雙真空５０６
１.３.２ＥＳＲ５０６
１.４晶粒度影響因素研究５０６
１.５晶粒細化及均勻化比例試驗５２０
１.６不銹鋼的防污染研究５２６
第２章主管道鍛件管坯鍛造５３０
２.１實心鍛件５３０
２.２空心鍛件５３２
２.３近凈成形鍛件５３３
２.４國內(nèi)外制造方式對比５４２
第３章主管道彎制、機加工及
熱處理５４５
３.１彎制方式５４５
３.２內(nèi)部支撐５４９
３.３機械加工５５２
３.４固溶熱處理５５３
第４章其他不銹鋼鍛件５６０
４.１ＣＥＮＴＥＲ５６０
４.１.１超大型不銹鋼鍛件的研究
內(nèi)容５６１
４.１.２結(jié)論５７０
４.２堆內(nèi)構(gòu)件５７１
４.２.１堆芯支撐板５７１
４.２.２壓緊彈簧５７５
４.３快堆支撐環(huán)５７７
４.３.１冶煉及鑄錠５７８
４.３.２鍛造５７８
４.３.３熱處理５７８
第７篇常規(guī)島鍛件研制及應(yīng)用
第１章常規(guī)島轉(zhuǎn)子簡介５８３
１.１常規(guī)島汽輪發(fā)電機組５８３
１.２核電轉(zhuǎn)子的發(fā)展歷程５８３
１.３核電轉(zhuǎn)子工況及要求５８５
１.３.１轉(zhuǎn)子工況５８５
１.３.２核電轉(zhuǎn)子材料５８５
１.３.３核電轉(zhuǎn)子要求５８５
第２章核電轉(zhuǎn)子制造技術(shù)及裝備
研究５８６
２.１核電轉(zhuǎn)子國外研究進展５８６
２.２鍛造技術(shù)研究５８７
２.２.１鐓粗研究５８８
２.２.２拔長方法選擇５９２
２.２.３ＦＭ法的優(yōu)化研究５９６
２.２.４ＦＭ法對水壓機振動的影響
研究６１３
２.２.５ＪＴＳ鍛造方法研究６１５
２.２.６材料熱鍛性能及晶粒演化
研究６１６
２.３熱處理技術(shù)研究６２０
２.３.１鍛后熱處理工藝研究６２１
２.３.２性能熱處理工藝研究６２４
２.４大型開合式熱處理裝備
研制６２９
２.４.１加熱和淬火設(shè)備形式
研究６２９
２.４.２開合式熱處理爐研制６２９
２.４.３開合式淬火設(shè)備研制６３０
２.４.４大型開合式熱處理裝備
研制效果６３２
第３章核電轉(zhuǎn)子試制與評定６３３
３.１整鍛低壓轉(zhuǎn)子試制６３３
３.１.１冶煉及鑄錠６３３
３.１.２鍛造６３４
３.１.３熱處理６３６
３.２試制轉(zhuǎn)子的性能檢測６３８
３.２.１化學(xué)成分分析６３９
３.２.２力學(xué)性能分析６４０
３.２.３組織、晶粒度、夾雜物
分析６４１
３.２.４長心棒拉伸試驗６４２
３.２.５無損檢測６４３
３.３試制轉(zhuǎn)子解剖６４３
３.３.１解剖方案６４３
３.３.２解剖６４４
３.３.３各種解剖數(shù)據(jù)分析６４７
３.３.４解剖分析結(jié)論６５１
第４章產(chǎn)品制造６５２
４.１汽輪機整鍛低壓轉(zhuǎn)子６５２
４.１.１冶煉及鑄錠６５３
４.１.２鍛造６５５
４.１.３熱處理６６３
４.２汽輪機焊接轉(zhuǎn)子６６５
４.２.１輪盤６６５
４.２.２軸頭６６７
４.３汽輪機低壓轉(zhuǎn)子整鍛與分鍛的
對比６７０
４.４發(fā)電機轉(zhuǎn)子６７２
４.４.１冶煉及鑄錠６７２
４.４.２鍛造６７２
４.４.３熱處理６７３
４.４.４產(chǎn)品主要技術(shù)指標６７４
第８篇存在的問題與
未來發(fā)展設(shè)想
第１章問題與不足６８５
１.１鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定６８５
１.２現(xiàn)有標準的不適應(yīng)性６８５
１.２.１Ｍ３１０ＳＧ水室封頭６８５
１.２.２Ｍ３１０ＳＧ管板６８５
１.３熱處理余量的不合理性６８８
１.４特殊性能試驗的不完整性６９０
１.４.１輻照環(huán)境下性能試驗６９０
１.４.２冷卻劑環(huán)境下性能試驗６９０
１.５材料的潛力有待挖掘６９０
１.６模擬軟件邊界條件需要不斷
優(yōu)化６９２
１.６.１超大型鋼錠的凝固模擬６９２
１.６.２鍛件成形模擬中成形力
偏差６９２
１.７取樣位置的代表性有待探討６９３
１.７.１ＲＰＶ封頭６９４
１.７.２ＳＧ管板６９５
第２章設(shè)想與展望６９８
２.１材料的挖潛與研發(fā)６９８
２.１.１原有材料的挖潛６９８
２.１.２新材料的研發(fā)６９８
２.２制造工藝的創(chuàng)新６９９
２.２.１鋼錠/制坯６９９
２.２.２成形７０１
２.２.３晶粒與應(yīng)力７０３
２.３設(shè)備與工裝能力進一步加大７０５
２.３.１２００１０００ＭＮ液壓機７０５
２.３.２１２００ＭＮ鍛擠壓機７０６
２.３.３超大直徑鍛件測量裝置７０８
２.４團隊建設(shè)７０８
２.４.１學(xué)習(xí)型團隊７０８
２.４.２綜合型人才７０９
參考文獻７１０
索引７１５