核電瓦坯鍛件制造工藝及質(zhì)量控制

趙全強　白　泉

(1.太原重工股份有限公司質(zhì)量部，山西030024；2.太原重工股份有限公司大型鍛件研究所，山西030024)

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核電瓦坯鍛件制造工藝及質(zhì)量控制

趙全強1白泉2

(1.太原重工股份有限公司質(zhì)量部，山西030024；2.太原重工股份有限公司大型鍛件研究所，山西030024)

通過對核電用瓦坯鍛件的關鍵工藝方案及質(zhì)量控制進行優(yōu)化來提高瓦坯類鍛件的質(zhì)量，并總結出了一套較為成熟的制造工藝及過程質(zhì)量控制方法。

瓦坯鍛件；制造工藝；質(zhì)量控制

瓦坯鍛件是我公司與某公司簽訂用于福清核電工程3#、4#百萬千瓦級二代改進型壓水堆核電機組上的產(chǎn)品，材質(zhì)為16Mn。按照核電安全分級看，屬于非核級別常規(guī)島鍛件，但制造過程中嚴格執(zhí)行核級鍛件的質(zhì)量保證大綱及程序文件，其技術水平也代表了低合金鋼的較高水準。

1　瓦坯鍛件技術指標要求

材料牌號16Mn，成品分析要求見表1。

材料力學性能要求見表2。

瓦坯鍛件采用超聲檢測，超聲波符合NBFM13008 C中A級要求。

正式開工制造前，編制鍛件質(zhì)量計劃、鍛造工藝、熱處理工藝、機加工工藝等文件，提交用戶進行審查、批復。

2　制定生產(chǎn)制造工藝

2.1材料冶煉成分控制

為能夠滿足表2的力學性能要求，對關鍵化學元素進行了內(nèi)控，以確保過程控制的余度。材料的內(nèi)控成分見表3。

2.2瓦坯的鍛造工藝

瓦坯在45 MN水壓機上鍛造，用11 t鋼錠鍛造2件，要求鍛比≥3，鍛造溫度控制在1 260～800℃。鍛后進行正火+回火熱處理，并在空氣中冷卻。根據(jù)大鍛件鍛后熱處理規(guī)范，鍛件進行了充分去氫處理。

表1　成品分析要求(質(zhì)量分數(shù)，%)

表2　材料的力學性能要求

表3　材料的內(nèi)控成分(質(zhì)量分數(shù)，%)

制造過程中，嚴格按照工藝規(guī)范進行裝爐、加熱及鍛造，做好過程檢驗記錄及監(jiān)督，包括每一火次的鍛造時間、始終鍛溫度。鍛造完成后毛坯尺寸能夠滿足圖1要求。鍛造結束后，鍛件要及時運轉(zhuǎn)到熱處理爐進行正火+回火處理。

圖1　瓦坯鍛件毛坯圖

圖2　熱處理曲線

表4　瓦坯鍛件力學性能檢測結果

2.3性能熱處理工藝

由于用戶對產(chǎn)品的性能要求較高，經(jīng)過分析、評審確定，在鍛后熱處理及粗加工工序完成后，對鍛件進行正火+回火性能熱處理，并在正火完成后對鍛件進行快速冷卻，以便進一步提高產(chǎn)品的力學性能，從而達到用戶對性能的要求。熱處理執(zhí)行曲線見圖2。

2.4檢測結果

瓦坯鍛件力學性能檢測結果見表4。

3　制造工藝技術要點分析

3.1鋼錠的冶煉與澆注技術要點

鋼錠冶煉和澆注過程中，選擇合適的生產(chǎn)工藝及澆注溫度，并控制有害氣體和殘余元素含量，如[H]、Cu、 P、 S。

3.2鍛造技術要點

瓦坯鍛件為筒類鍛件，成型工序較為復雜，需鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、平整。鍛造過程中考慮成型、壓實內(nèi)部缺陷及防止晶粒粗大三個方面的問題。裝料前需檢查表面質(zhì)量，如有缺陷應及時清理，嚴格控制每道次的壓下量及鍛造溫度范圍，壓下量約30 mm～50 mm，鍛造溫度范圍1 260～800℃，過程中及時清理產(chǎn)生的氧化皮，避免影響鍛件表面尺寸。

3.3熱處理技術要點

主要控制鍛件正火出爐后，采取快冷方式，使鍛件溫度迅速冷卻。

3.4質(zhì)量控制要點

為確保產(chǎn)品質(zhì)量可靠性，在工藝制定中，對鋼錠化學成分、鍛造、熱處理等關鍵工藝進行識別并組織評審，并制定應急預案。在生產(chǎn)制造過程中做好過程的監(jiān)測、記錄，針對出現(xiàn)的異常或者不符合情況及時分析、糾正。

4　結論

通過對生產(chǎn)制造過程中關鍵工序進行嚴格質(zhì)量控制，順利完成了4件瓦坯鍛件的生產(chǎn)制造，總結出了一套較為成熟的制造工藝及過程質(zhì)量控制方法，為后續(xù)同類產(chǎn)品的制造提供了工藝、質(zhì)量控制依據(jù)及制造業(yè)績。

編輯杜青泉

Manufacturing Process and Quality Control of Nuclear Tile Billet Type Forgings

Zhao Quanqiang, Bai Quan

By optimizing the key process and the quality control of nuclear tile billet type forgings, the quality of this kind of forgings has been improved. Meanwhile, a series of better and mature manufacturing process and process quality control method has been summarized.

tile billet type forgings; manufacturing process; quality control

2016—05—16

趙全強(1983—)，助理工程師，從事質(zhì)量管理研究。

白泉(1983—)，工程師，從事鍛造及熱處理工藝研究。

TG316

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