核電用管材料需要經(jīng)過(guò)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(cè)?。
材料的預(yù)處理包括原材料檢驗(yàn)、熔煉與鑄造:
1.原材料檢驗(yàn)
入庫(kù)前需進(jìn)行化學(xué)成分分析(硫、磷含量≤0.005%)和力學(xué)性能測(cè)試(如屈服強(qiáng)度≥520MPa),并核查供應(yīng)商提供的核級(jí)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(wú)污染。
2.熔煉與鑄造
采用?電爐+AOD保護(hù)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(guò)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(guò)?多道次熱軋?(軋制溫度≥1050℃、壓下率≤15%)成型,隨后進(jìn)行?冷拔或冷軋?(潤(rùn)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(jìn)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(jìn)行?固溶熱處理?(溫度1050-1100℃、保溫時(shí)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(cè)合格率100%。
采用?氬-氦混合氣體保護(hù)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(jìn)行鈍化處理,提升表面耐蝕性。
?2.防腐涂層?
噴涂?無(wú)機(jī)鋅涂層?或?環(huán)氧樹(shù)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(cè)方式包括無(wú)損檢測(cè)、性能驗(yàn)證:
1.無(wú)損檢測(cè)?
焊縫100%進(jìn)行?超聲波探傷(UT)?和?射線檢測(cè)(RT)?,缺陷檢出率≤0.1mm,彎管部位增加?渦流檢測(cè)(ET)?。
目視檢測(cè)分三階段:荒管階段檢測(cè)表面裂紋,中間品階段檢查冷軋/冷拔缺陷,成品階段驗(yàn)證最終表面質(zhì)量。
?2.性能驗(yàn)證?
?水壓試驗(yàn)?壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍,保壓時(shí)間≥10分鐘;?高溫拉伸試驗(yàn)?(350℃)驗(yàn)證屈服強(qiáng)度≥520MPa。
嚴(yán)格實(shí)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(zhǎng)期安全運(yùn)行需求。