核電用管材料需要經(jīng)過的關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)包括預(yù)處理、成型加工、熱處理、表面處理及檢測?。
材料的預(yù)處理包括原材料檢驗、熔煉與鑄造:
1.原材料檢驗
入庫前需進行化學(xué)成分分析(硫、磷含量≤0.005%)和力學(xué)性能測試(如屈服強度≥520MPa),并核查供應(yīng)商提供的核級資質(zhì)文件。
使用丙酮清潔管道表面,去除油污、氧化物等雜質(zhì),確保后續(xù)加工無污染。
2.熔煉與鑄造
采用?電爐+AOD保護鑄造技術(shù)?優(yōu)化材料純凈度,熔煉溫度控制在1550-1600℃,并通過多道次鍛造形成均勻管坯。
材料的成型加工有熱軋和冷加工:
1.熱軋與冷加工
管坯通過?多道次熱軋?(軋制溫度≥1050℃、壓下率≤15%)成型,隨后進行?冷拔或冷軋?(潤滑劑選用石墨基材料)以提升尺寸精度。
彎管工藝根據(jù)管徑選擇:大管徑采用?熱彎?(加熱溫度≥1050℃),小管徑使用?冷彎?(彎曲半徑≥3倍管徑),彎管后需進行權(quán)重排序優(yōu)化以提升利用率。
材料的熱處理即固溶處理,此外還有焊接工藝:
1.固溶熱處理
冷加工后的鋼管需進行?固溶熱處理?(溫度1050-1100℃、保溫時間≥30分鐘/25mm壁厚),消除加工應(yīng)力并恢復(fù)材料韌性。
焊后熱處理采用?中頻感應(yīng)加熱?,層間溫度≤150℃,并分段控制升溫速率(初始階段8-10℃/min,后續(xù)5℃/min)。
2.焊接工藝控制
異種鋼焊接(如SA335Gr.P11與TP304L)需預(yù)堆焊鎳基合金隔離層(厚度≥3mm),焊后經(jīng)射線檢測合格率100%。
采用?氬-氦混合氣體保護焊?(Ar≥90%、He≤10%),減少層間未熔合缺陷。
材料的表面處理包括酸洗鈍化、防腐涂層:
1.酸洗鈍化?
成型后鋼管需經(jīng)?硝酸-氫氟酸混合溶液酸洗?(濃度10%-15%),去除氧化層并進行鈍化處理,提升表面耐蝕性。
?2.防腐涂層?
噴涂?無機鋅涂層?或?環(huán)氧樹脂涂層?,耐氯離子應(yīng)力腐蝕性能提升50%以上,涂層厚度需符合ASME III-NH規(guī)范。
材料的檢測方式包括無損檢測、性能驗證:
1.無損檢測?
焊縫100%進行?超聲波探傷(UT)?和?射線檢測(RT)?,缺陷檢出率≤0.1mm,彎管部位增加?渦流檢測(ET)?。
目視檢測分三階段:荒管階段檢測表面裂紋,中間品階段檢查冷軋/冷拔缺陷,成品階段驗證最終表面質(zhì)量。
?2.性能驗證?
?水壓試驗?壓力為設(shè)計壓力的1.5倍,保壓時間≥10分鐘;?高溫拉伸試驗?(350℃)驗證屈服強度≥520MPa。
嚴(yán)格實施以上步驟,核電用管材料的力學(xué)性能、耐腐蝕性和結(jié)構(gòu)完整性能滿足核電站長期安全運行需求。