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碳钢封头在国内外的研究动态及发展趋势

2017-12-05 IP属地 火星 6


碳钢封头的特点及应用应用在大规模压力容器及大规模锅炉的关键承受压力机件之一就是大型封头。大型封头已经大规模投入在石化容器及火电站锅炉的尿素合成塔、核反应堆压力容器及氨合成塔中[mo。现在市场上的大型封头多采取四种常用的办法进行成形:爆炸成形、拼焊成形·旋压成形、冲压成形基于大型机件的高精度成品要求:使用期间的高效性、受力条件的综合性、内部结构的繁杂性及对外壁、技术、大小、质量的严格控制、锻件工作条件的严峻性、精密的机械操作性。所以在制造大型厚壁封头的质量上要严格把握住以下几点:第一一定遵循力学性能的定量定性分划;第二使用那些细致均匀的细晶粒组织;第三争取克服钢锭自身所存在的冶炼短板。要保证这种质量和规格的双层特点,满足大型厚壁封头的各项要求,存在一定的困难制作封头的常用办法之一是进行冲压,在工程中较普遍使用热冲压成形,当然也有温冲压及冷冲压成形等。眼下中国在对半球形封头(h2100x200制造能够一次进行整合最大壁厚、最大直径的公司是上海动力设备有限公司。
它在06年给广东省红海湾电厂制造的600MW超临界发电机组的高压加热国标封头是业内的楷模。上海重型机械厂想要制造出更大规模管壁更厚的整合封头锻件,使用了局部变形技术压制整合的半球形封头。一般的漏模压力成形若应用到这种大型厚壁封头上,压制一次整合半球形封头需要大于1.765X108N的力度,这远远超过了万吨水压机的自身1.469X108N的能力因此在一定范围内,应用局部变形技术可以改善提升大型厚壁封头的整合锻件,使今后创造出更加大效能的核电容器封头建立了坚实夯基。通过变化板坯的形状作为主要变形办法,其板坯壁厚保持不变的成形方式是旋压成形。根据它的成形温度,可以将封头的锻件分为热旋压和冷旋压两种。热旋压相对变形量较大,多在初始温度偏上,应用在壁厚较大的板坯封头成形;而冷旋压它的相对变形量较小,多在常温下即可,应用在壁厚较小的板坯封头成形。根据各异的加热办法,又可把热旋压划分为两类:一类是先在热旋压机上将板坯固定紧,在对其部分进行升温控制成形;第二类是先给板坯升温到规定温度,再接着在热旋压机上固定压制成形。市场上的大型厚壁封头多应用的是热旋压手段,因为其成形度大,精密度高,表面光洁度也比其他方法更高。不过因为它应用的是逐点成形,在制造加工的过程中内里的变形不够均匀细致。因此,应用了热旋压成型的大规模核电封头若对性能及内里组织严格要求的话,热旋压成形恐怕很难应对。拼焊成形的封头是由多个弧形瓣及单个相对较大的球形缺口组合而成(弧形瓣与球形缺口均为早期冲压成形得来,后又经过预制焊合坡口,最终同装焊胎体组焊在一起),多半只应用在低压或者常压的容器。即使目前的材料科学已经迅速发展,焊接技术不管是在工艺角度还是在材料的性能角度都得到了质的改变,但是存在在其中的焊接组织同母体的不匹配、焊缝自身内里的组织不均一造成了焊缝周围特别单薄,易受腐蚀,应力积聚及气泡的产生都成为了拼焊成形的致命短板。因此作为要求严格的大规模核电厚壁封头,拼焊成形显然不能胜任。利用炸药的爆轰效应来对金属成形是近年来的一种高效成行办法。
这种成行办法根据爆轰场地的不同通常划分为两类,第一种是运用水媒介,在水中进行爆轰成形;第二种是运用沙和空气作为媒介,直接在空气中爆轰成形。它的优缺点分明,传能的效率高,简单操作,资金投入少是优;在一定范围中成形能量一定,危险系数高且形状不规范是缺点。多数大型厚壁封头并不看好爆炸成形。由于核反应堆压力容器算作核电站的中心关键设备,所以对于它的零件要求尤其严格,已经达到质保一级及核安全一级。核电风头作为核反应堆压力容器的关键锻件,它的壁厚、质量、形状、规格繁杂,应用市场上常规的封头的生产方法无法制造加工出各方面都达到要求的核电国标封头。因此一定要应用整合锻造成形手段。除此之外,还应该在产品材料的晶粒度上作明确要求,必须要在5级以上,必须保证细致均一。而实际操作中,在最后阶段的制坯成形加工中,常常出现头部尾部发生微小变形而球冠发生较大变形。要消除这种现象,保证得到细致均一的晶粒组织,能够给后面的热加工做充分物质准备造成了很大困难。眼下中国存在的旋压设备都尚不能形所需的力度要求。这是因为我们中国的核电事业开展较晚,对较冷门的旋压成形行业更是研究甚少。
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