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核电主管道材料316LN钢塑性成形过程晶粒细化

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清华大学学报（自然科学版） 2013年第3期53卷 289-294页

作者：潘品李钟约先马庆贤袁朝龙清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室北京100084

AP1000核电主管道材料为316LN,该钢种无法通过热处理细化晶粒,需在锻造过程中保证产品的晶粒度要求。该文研究了316LN钢单道次和多道次变形条件下的动态再结晶行为,获得316LN钢在锻造成形中的晶粒细化判据;提出了上平下V砧的改进砧形,... 详细信息

AP1000核电主管道材料为316LN,该钢种无法通过热处理细化晶粒,需在锻造过程中保证产品的晶粒度要求。该文研究了316LN钢单道次和多道次变形条件下的动态再结晶行为,获得316LN钢在锻造成形中的晶粒细化判据;提出了上平下V砧的改进砧形,对锻件采用大圆角V砧以及上下不等砧宽比进行拔长,采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,研究了拔长过程应力应变分布规律,并确定合理的工艺参数,有效地提高锻件变形区域的等效应变及均匀分布,达到锻件变形均匀和晶粒细化的目的。该结果对核电主管道锻造工艺方案优化具有理论参考价值。

关键词：锻造工艺核电主管道数值模拟物理模拟

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核电主管道热老化后失效评定曲线研究

硅酸盐通报 2013年第5期32卷 799-803页

作者：李树肖吕绪明张海龙王艳丽薛飞王西涛北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 苏州热工研究院苏州215004

本文对400℃热老化后Z3CN20-09M材料的高温拉伸性能和失效评定曲线进行了研究。对热老化不同时间的试样进行了330℃拉伸试验,用扫描电镜(SEM)对高温拉伸断口进行观察。采用联合型指数函数ExpAssoc对真应力应变数据进行了拟合,并将拟合... 详细信息

本文对400℃热老化后Z3CN20-09M材料的高温拉伸性能和失效评定曲线进行了研究。对热老化不同时间的试样进行了330℃拉伸试验,用扫描电镜(SEM)对高温拉伸断口进行观察。采用联合型指数函数ExpAssoc对真应力应变数据进行了拟合,并将拟合结果用于计算失效评定曲线。结果表明,通过R6选择2方法得到的失效评定曲线随热老化时间而右移,说明未老化材料的失效评定曲线具有包络性和保守性。用未老化材料的失效评定曲线进行安全评定会得到较安全的结果。

关键词：核电主管道热老化应力-应变失效评定曲线

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核电主管道制造工艺发展

锻压技术 2014年第6期39卷 1-8页

作者：张磊冯潇李明权王欣林峰清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室北京100084 中国二十二冶集团有限公司河北唐山064099

核电主管道是核岛中关键部件之一。美国西屋公司推出的第3代核电技术AP1000要求核电主管道的使用寿命达到60年,且要求管身不能出现焊缝,因此对传统的核电主管道制造方法提出了挑战。目前国内制造AP1000核电主管道的方法是采用实心铸坯,... 详细信息

核电主管道是核岛中关键部件之一。美国西屋公司推出的第3代核电技术AP1000要求核电主管道的使用寿命达到60年,且要求管身不能出现焊缝,因此对传统的核电主管道制造方法提出了挑战。目前国内制造AP1000核电主管道的方法是采用实心铸坯,用自由锻方法成形带有互成角度的接管嘴凸台实心轴坯,再通过机加工成形主管道的内孔。该机加工方法存在材料利用率低、生产工期长以及质量不稳定等特点。本文针对核电主管道成形工艺的发展进行分析,提出了一种基于镦挤工艺的第3代核电主管道成形方法。数值模拟分析结果表明,与目前采用的主管道成形方法相比,该方法具有节省材料、生产效率高及管道质量好等优点。

关键词： AP1000 厚壁异型管道镦挤核电主管道

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核电主管道固溶工艺过程中的变形与工艺优化

核电主管道固溶工艺过程中的变形与工艺优化

作者：卢世学燕山大学

学位级别：硕士

AP1000核电主管道是核岛七大关键设备之一,被称作核电站的“主动脉”。固溶工艺作为制造主管道的最后一道热加工工序尤为重要,固溶后主管道的淬火变形将会影响设备安装和使用寿命,合理的固溶工艺不仅能够提高主管道的性能,还能准确控制... 详细信息

AP1000核电主管道是核岛七大关键设备之一,被称作核电站的“主动脉”。固溶工艺作为制造主管道的最后一道热加工工序尤为重要,固溶后主管道的淬火变形将会影响设备安装和使用寿命,合理的固溶工艺不仅能够提高主管道的性能,还能准确控制主管道的结构和尺寸。研究主管道固溶工艺过程,有利于揭示主管道淬火变形机制,改善其淬火变形量,同时为优化固溶工艺提供理论支撑。由于主管道尺寸较大且造价昂贵,不宜使用实物实验的手段,因此本文采用有限元模拟的方法研究主管道固溶工艺过程,为优化实际工艺提供参考。本文采用实验和数值模拟相结合的方法研究固溶工艺过程中主管道的变形规律。首先,通过热模拟实验得到主管道材料316LN的真实应力—应变曲线,由此建立材料的本构方程,并应用于主管道固溶工艺模拟中。然后,基于ABAQUS有限元软件,对主管道固溶工艺过程进行热力耦合模拟计算。通过研究主管道在固溶工艺中温度场的变化规律,发现加热保温过程中,主管道不同壁厚部位最大温差达到167.8°C,随着保温时间的增加,温度场才逐渐均匀;淬火过程中,不同壁厚部位最大温差达到531.6°C。采用顺序耦合方法,分析不均匀的温度场对主管道变形的影响,研究发现,主管道形状变化主要发生在淬火阶段,淬火前期各管口发生缩口变形,随着淬火的继续,管道整体发生不均匀变形,淬火结束后主管道两直段管口呈扩口变形。研究表明:保温时长影响主管道淬火残余应力和变形,在保证固溶温度的同时,保温时长越短,主管道淬火变形量越小;随着主管道转运时长的增加,淬火变形逐渐增大;管口变形量随入水速度的增加而减小,在入水速度15-30 mm/s下较显著;淬火随着介质温度的升高主管道淬火残余应力逐渐减小,当介质温度达到55.0°C后,对淬火残余应力的消减作用逐渐减弱。通过改变主管道尺寸,对改善主管道淬火变形进行研究,发现延长主管道直段尺寸将增加管口变形区范围。

关键词：核电主管道 316LN奥氏体不锈钢固溶工艺数值模拟淬火变形

AP1000核电主管道支管嘴径向镦挤模具设计及应力分析

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锻压技术 2015年第10期40卷 96-105页

作者：王欣张磊冯潇林峰王文杰潘际銮清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室北京100084

针对AP1000核电主管道支管嘴,提出一种新的局部径向镦挤工艺。该工艺以挤压管坯为基础,直接在管坯的局部成形支管嘴。基于这种新工艺,设计了具有垂直合模、水平镦挤功能的多向模锻特点模具。模具结构主要包含模腔结构、合模导向结构、... 详细信息

针对AP1000核电主管道支管嘴,提出一种新的局部径向镦挤工艺。该工艺以挤压管坯为基础,直接在管坯的局部成形支管嘴。基于这种新工艺,设计了具有垂直合模、水平镦挤功能的多向模锻特点模具。模具结构主要包含模腔结构、合模导向结构、芯轴结构、芯棒结构及镦挤轴结构等部分。对各主要模具的结构设计进行了详细阐述,并对承载能力要求高的模腔结构利用有限元方法进行应力与变形分析。缩比模型镦挤试验结果表明,设计的模具结构可行,强度和刚度满足试验要求。应用该模具成功挤出碳钢和316 LN不锈钢1∶5试验件,为实施1∶1尺寸主管道镦挤工艺提供了模具设计基础。

关键词： AP1000 核电主管道支管嘴径向镦挤模具设计应力分析

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核电主管道弯头仿形加工工艺研究

一重技术 2023年第1期 31-36页

作者：段军刚李松吕继峰一重集团天津重型装备工程研究有限公司天津300457 一重集团(黑龙江)重工有限公司黑龙江富拉尔基161000

针对核电主管道弯头弯制后弯曲半径与理论值存在偏差、内孔存在椭圆度,外形加工困难等问题,提出一种流线拟合仿形加工工艺方法。该方法利用机床和超声波测厚仪进行测量,使用NX软件高阶拟合构建三维模型并编制数控程序进行数控加工,加工... 详细信息

针对核电主管道弯头弯制后弯曲半径与理论值存在偏差、内孔存在椭圆度,外形加工困难等问题,提出一种流线拟合仿形加工工艺方法。该方法利用机床和超声波测厚仪进行测量,使用NX软件高阶拟合构建三维模型并编制数控程序进行数控加工,加工效率提升近一倍,大幅缩短人工打磨时间,加工核电主管道弯头壁厚均匀、外形光顺、质量稳定、生产效率高。

关键词：核电主管道流线拟合仿形加工

AP1000核电主管道加工抛光专用成套装备设计

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AP1000核电主管道加工抛光专用成套装备设计

作者：陈凯西华大学

学位级别：硕士

随着经济的高速发展以及工业化进程的快速推进，导致对能源的渴求十分巨大，同时造成环境的巨大破坏和污染。因此，新型、清洁能源对于全球都是急需解决的难题。核能便是技术相对成熟、目前最为便捷、资源丰富且为污染最小的清洁能源，... 详细信息

随着经济的高速发展以及工业化进程的快速推进，导致对能源的渴求十分巨大，同时造成环境的巨大破坏和污染。因此，新型、清洁能源对于全球都是急需解决的难题。核能便是技术相对成熟、目前最为便捷、资源丰富且为污染最小的清洁能源，但核能的一个至关重要的环节便是核安全问题，如果忽略将可能造成更为严重的灾难性事故。 AP1000第三代核电技术是目前全球最为先进的核电技术，由美国西屋电气公司在其以往丰富的核电设计基础上重大创新发展的新一代核电技术，不仅核燃料的热能利用大幅提升，而且最重要的是核安全性的重大提升。其中AP1000的核电主管道采用了整体锻造技术，可使核反应堆的安全性比之前的铸造管道提高2.5倍，反应堆的寿命提高20年。由于核电主管道采用的是整体锻造技术，故主管道的内孔弯管加工异常艰难，目前还没有现成的设备和有效的加工方法，其中以主管道热段的深弯曲内孔为最难加工。本课题通过对AP1000核电主管道热段设计要求反复研究，对弯曲深孔加工工艺的仔细研究后，提出了一种全新的随动加工弯管深孔的方法，采用全新设计的深空弯管随动加工专用设备，并且采用目前最为先进的工件在位检测系统，精确的实现主管道各部位的加工。本课题以国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题为依托，在AP1000第三代核电技术国有化进程的关键时期背景下展开了对AP1000核电主管道加工抛光专用成套装备的设计，论文提出了随动加工的工艺方法，设计了一台动梁、动柱随动加工深孔弯管的专用成套机床，完成了该专机的总体方案，并对动梁动柱的龙门框架结构、该机床各运动轴的结构进行了详细设计;同时还对专用机床的电气控制系统进行了详细部署，整机采用SINUMERIC840D数控系统并对相关辅助系统进行设计，且作了主要方案设计和部分详细设计;最后对主机的干扰源进行了刚分析并采取了相应的抗干扰措施。

关键词： AP1000 核电主管道深孔弯管龙门加工中心

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核电主管道取样管焊缝疲劳开裂案例分析

装备环境工程 2016年第2期13卷 98-102页

作者：梁夏香段远刚中广核工程有限公司设计院核岛设备所广东深圳518124

目的针对某核电机组主管道取样管焊缝水压试验后渗透检测时发现的超标线性显示,分析失效原因,探讨制造期间不常见的疲劳裂纹形成及扩展的机制,分析导致疲劳的交变应力源所在。方法通过宏观分析、金相观察、断口扫描电镜试验。结果材质... 详细信息

目的针对某核电机组主管道取样管焊缝水压试验后渗透检测时发现的超标线性显示,分析失效原因,探讨制造期间不常见的疲劳裂纹形成及扩展的机制,分析导致疲劳的交变应力源所在。方法通过宏观分析、金相观察、断口扫描电镜试验。结果材质未见异常,该线性显示为裂纹所致,是疲劳裂纹。结论取样管焊缝焊趾部位多源裂纹不是水压试验所产生的,为水压试验后机械加工去除堵头时,因切削不良使取样管侧焊趾附近承载的交变载荷过量引起的疲劳开裂;疲劳应力主要来自水压试验后取样管堵头切除加工工序,铣削不良是引发疲劳裂纹的关键因素。

关键词：核电主管道水压试验焊趾疲劳裂纹

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核电主管道深孔大孔径套料技术研究

中国重型装备 2017年第3期 23-27页

作者：向前波尧跃利胡建杨大伟刘晖中国第二重型机械集团铸锻公司加工一厂四川618000

核电站主管道的内孔设计尺寸基本都超过φ700 mm,在AP1000主管道深孔加工技术基础上,对CAP1400主管道的深孔加工进行优化研究,可实现套取芯棒直径大于φ500 mm,内孔直径一次加工大于φ600mm的套料加工。

关键词：深孔套料核电主管道钻杆大孔径