核電金屬管道

1、核電金屬管道 TOC o 1-5 h z 1.2核電用管管綜述232先進(jìn)壓水堆管道3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 2.1核島蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)用核2、3級(jí)無縫鋼管3 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 2.1.1P280GH無縫鋼管的性能特點(diǎn)3安全性要求3質(zhì)量要求4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.1.2關(guān)鍵技術(shù)4化學(xué)成分設(shè)計(jì)4冶煉工藝4制管工藝4熱處理工藝5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Docu

2、ment 2.2壓水堆核電站一回路主管道材料5 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 2.2.1 一回路主管道制備工藝6 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.3EPR核電站常規(guī)島主蒸汽和主給水管道的選材62.3.1管道選材的要求72.3.2管道材料的選擇7 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 2.3.3主給水管道材料73先進(jìn)輕水堆73.1AP1000 主管道7 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 3.1

3、.1冶煉技術(shù)8 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3.1.2鍛造技術(shù)84核電金屬管道的相關(guān)技術(shù)、專利94.1管道彎曲工藝94.1.1各種彎曲方法9 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 4.2A-TIG焊在核電管道全位置焊接中的應(yīng)用9 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 4.3Z形跳焊法在核電工程管道中的應(yīng)用9 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 4.4鋯材在核電站的應(yīng)用10 HYPERLINK l bo

4、okmark73 o Current Document 4.4.1鋯合金包殼管在核電站的重要性10 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 4.4.2鋯材在核電站中的應(yīng)用104.5 相關(guān)專利11 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 5國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)135.1國(guó)內(nèi)知名企業(yè)135.2國(guó)外知名企業(yè)151.1第三代核電技術(shù)1.2核電用管管綜述核反應(yīng)堆使用的是帶有輻射性的核燃料，一旦發(fā)生核泄漏，會(huì)嚴(yán)重惡化該區(qū)域的生 態(tài)環(huán)境，因此核電站對(duì)核島的安全要求最高。核電站使用的管材，其安全等級(jí)分為核級(jí) 和非核級(jí)；核級(jí)材料又

5、分為核一級(jí)、核二級(jí)和核三級(jí)。此外，在生產(chǎn)制造過程中也有嚴(yán) 格質(zhì)保要求。通常，核島一回路管道為核級(jí)材料，其中用于一回路冷卻系統(tǒng)的所有承壓 邊界設(shè)備和管道均屬核一級(jí)材料，部分蒸汽輸送管道為核二級(jí)和核三級(jí)材料；常規(guī)島的 二回路系統(tǒng)管道均為非核級(jí)材料。核電站主管道（如下圖）是連接反應(yīng)堆壓力容器和蒸汽發(fā)生器的大型厚壁管道，是 核電蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)輸出堆芯熱能的“大動(dòng)脈”，是核電站的一級(jí)關(guān)鍵部件之一。它的重 要性不言而喻，其材料通常為含一定鐵素體相的奧氏體不銹鋼，國(guó)外也稱雙相不銹鋼， 此類材料綜合性能優(yōu)異。對(duì)于主蒸汽、主給水管道可以考慮常規(guī)島主蒸汽、主給水管 道材料的選用與核島側(cè)主蒸汽、主給水管道保持一致，從

6、而避免 現(xiàn)場(chǎng)異種鋼之間的焊接問題，但核島側(cè)主蒸汽管道材料（主蒸汽 管道A106C，主給水管道P11）多為國(guó)外生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)廠家產(chǎn)品質(zhì)量不 易保證；或考慮全部國(guó)內(nèi)采購(gòu)重點(diǎn)考察其他核電項(xiàng)目應(yīng)用過的材 料如WB36CN1。對(duì)于長(zhǎng)期受濕蒸汽沖刷腐蝕的管道，考慮壓水堆 核電廠濕蒸汽對(duì)管道的沖刷腐蝕較為嚴(yán)重，宜采用低合金管材或 碳鋼管材；對(duì)于一些重要的濕蒸汽介質(zhì)管道（如抽汽管道）考慮 采用進(jìn)口低合金管材，如：ASTMA335P22；對(duì)于經(jīng)常處于備用狀 態(tài)或小管徑濕蒸汽介質(zhì)管道，考慮采用國(guó)產(chǎn)低合金管材或碳鋼管 材，如：12Cr2MoG、20鋼等；對(duì)于過熱蒸汽介質(zhì)管道，如低壓 缸第一級(jí)抽汽為過熱蒸汽，但蒸汽溫度不

7、高，低于200C，此種 管道，考慮采用國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如20鋼。對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)的水介質(zhì)管道（如凝結(jié)水系統(tǒng)管道、常規(guī)島閉 式冷卻水系統(tǒng)管道等），該類管道考慮到流動(dòng)加速腐蝕因素，按 管道的使用頻率選用國(guó)產(chǎn)20 （控Cr）鋼或20鋼。對(duì)于疏水管道（加熱器疏水管、熱力系統(tǒng)管道疏水、排污管 等），易出現(xiàn)汽水兩相流，從而受到?jīng)_刷、腐蝕。選用原則為：調(diào)節(jié)閥或疏水閥前管道選用國(guó)產(chǎn)20 （控Cr）鋼或20鋼，調(diào)節(jié)閥 后或疏水閥后選用國(guó)產(chǎn)不銹鋼管材，如國(guó)產(chǎn)TP304L。對(duì)于氣體管道，常規(guī)島氣體系統(tǒng)包括壓縮空氣系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、二氧化碳系統(tǒng)，可根據(jù)使用條件選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼，可選用20鋼或國(guó)產(chǎn)TP

8、304L等。對(duì)于油管道如汽輪發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)氫密封油系統(tǒng)、各輔助機(jī)械潤(rùn)滑油系統(tǒng)等，可根據(jù)使用條件選擇國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼，如：20鋼、TP304L等。一回路管道系統(tǒng)屬于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的一部分，管道的服役條件復(fù)雜，對(duì)鋼管材 質(zhì)的性能要求也各不相同。該系統(tǒng)使用的管道主要有：主冷卻劑管道、波動(dòng)管線和噴淋 管線、輔助系統(tǒng)中的1級(jí)管道以及與主冷卻系統(tǒng)相連的小徑管(直徑W25.4mm)。主冷卻劑管道選用含少量鐵素體(5%15%)的奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼(如 Z3CN20-09M),以避免單相奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕。其鐵素體含量通過成分配比調(diào)整； 鋼管制造工藝目前采用離心澆鑄工藝生產(chǎn)，

9、今后將有可能采用鍛制工藝生產(chǎn)。與主冷卻系統(tǒng)相連的小徑管與主冷卻系統(tǒng)相連的小徑管要求具有耐酸性介質(zhì)的腐 蝕性，通常采用奧氏體不銹鋼：不含Mo18-10型(Z2CN19.10)；含Mo的17-12型(Z3CND17.12)；時(shí)效硬化不銹鋼。蒸汽發(fā)生器傳熱管蒸汽發(fā)生器傳熱管要求兼顧強(qiáng)韌性和耐應(yīng)力腐蝕能力。目前多 采用鎳基合金 Inconel690、In-conel600。核蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)管道核蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)管道(NSSS和BNI)主 要采用碳素鋼/碳錳鋼，如P280GH、TUE250B、TU42C、TU48C等。2先進(jìn)壓水堆管道2.1核島蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)用核2、3級(jí)無縫鋼管根據(jù)國(guó)家二

10、代加核電機(jī)組CPR1000建設(shè)的需要，按法國(guó)壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 和建造規(guī)則簡(jiǎn)稱RCC-M材料規(guī)范研制的核島蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)用核級(jí)鋼管 P280GH、P265GH、TU42C、TUE250等品種。這里主要介紹P280GH這一型號(hào)鋼管。2.1.1P280GH無縫鋼管的性能特點(diǎn)安全性要求核能發(fā)電是通過核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能實(shí)現(xiàn)發(fā)電的，安全性要求很高絕不允許發(fā)生蒸 汽泄漏。P280GH是RCC-M規(guī)范中規(guī)定了高溫特性的碳素鋼無縫鋼管品種。具有良好的沖 擊韌性和焊接性能。在加入特定范圍的Cr,P280GH具有較好的抗流動(dòng)加速腐蝕FAC性能， 被廣泛用于壓水堆核電站主蒸汽系統(tǒng).蒸汽發(fā)生器給水控流.輔助

11、給水系統(tǒng)和汽輪機(jī)旁 路系統(tǒng)等。在核島部分使用的P280GH通常為核2級(jí)無縫鋼管。質(zhì)量要求P280GH無縫鋼管質(zhì)量特性可以概括為以下幾點(diǎn)：對(duì)S、P的含量要求比一般鋼管嚴(yán)格，同時(shí)限制As、Sn、Cu、B等殘余元素含量和碳當(dāng)量(Ceq)，對(duì)用于給水控流系統(tǒng)管道的鋼管必須控制Cr含量等。除了常溫性能要求外！還規(guī)定了高溫性能和低溫沖擊性能，對(duì)核2級(jí)的管道還有試樣模擬熱處理后的性能和管體性能必 須同時(shí)滿足技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定。鋼管探傷嚴(yán)格按RCC-M規(guī)范進(jìn)行，除進(jìn)行縱、橫向探傷(C5 當(dāng)量)外用于主蒸汽系統(tǒng)的鋼管還要進(jìn)行分層缺陷探傷！因此對(duì) 鋼質(zhì)純凈度要求很高。對(duì)鋼管表面質(zhì)量要求嚴(yán)格，要求滲透/磁粉探傷檢驗(yàn)合格

12、!因此必須采取特殊的表面精整措施。2.1.2關(guān)鍵技術(shù)化學(xué)成分設(shè)計(jì)1）降低P、S含量，提高其高溫拉伸性能和橫向低溫沖擊韌性 指標(biāo)。2）控制合適的C、Mn含量及最佳的Mn/C范圍，既要保證碳當(dāng) 量滿足產(chǎn)品要求，又要保證鋼管模擬熱處理后的強(qiáng)度指標(biāo)穩(wěn) 定，管體和模擬熱處理試樣拉伸性能同時(shí)滿足技術(shù)規(guī)范的要 求。3）將殘余元素N作為合金元素加以控制，提高P280GH鋼的低 溫沖擊韌性。冶煉工藝針對(duì)P280GH鋼的特殊質(zhì)量要求，設(shè)計(jì)了 “電弧爐（轉(zhuǎn)爐） +VD真空精煉+連鑄”、電弧爐（轉(zhuǎn)爐）+連鑄+電渣重熔”冶煉 工藝；針對(duì)P280GH低碳錳鋼容易產(chǎn)生包晶反應(yīng)，而且產(chǎn)品對(duì)Al 含量有要求，冶煉過程容易增碳，

13、連鑄坯容易產(chǎn)生表面裂紋等問 題，通過采取措施，加強(qiáng)初煉鋼水脫氧劑的使用，降低初煉鋼水 。含量，提高Al的收得率，避免精煉后期因加Al導(dǎo)致鋼水中AN 夾雜物增加，影響鋼質(zhì)純凈度。采取專門設(shè)計(jì)的連鑄二冷制度澆 鑄工藝和特殊保護(hù)渣，防止鑄坯產(chǎn)生裂紋。制管工藝設(shè)計(jì)了鋼錠（連鑄坯）直接軋管和鍛坯斜軋穿孔（包括二次 延伸）兩種熱軋管工藝和冷軋管工藝，突破了單一軋管工藝對(duì)產(chǎn) 品規(guī)格范圍的限制。經(jīng)過不斷地實(shí)踐和改進(jìn)，已經(jīng)掌握了熱軋管 溫度控制、軋管工具配置、終軋溫度、毛管冷卻速度對(duì)產(chǎn)品最終 性能的影響規(guī)律以及冷軋工藝控制技術(shù)，在生產(chǎn)操作規(guī)程中對(duì)熱 軋加熱爐各段加熱溫度及加熱時(shí)間、工模具質(zhì)量及潤(rùn)滑、二次延 伸毛

14、管的冷卻速度、冷軋管坯質(zhì)量要求等作了專門規(guī)定，從而保 證P280GH無縫鋼管具有良好的尺寸精度和表面質(zhì)量。熱處理工藝其技術(shù)關(guān)鍵是防止加熱過程中產(chǎn)生粗晶和混晶組織。因此， 一般情況下，正火工藝是以細(xì)化晶粒為目標(biāo)！選擇較低的正火加 熱溫度!提高低溫沖擊韌性；但是對(duì)于厚壁管!尤其是有模擬熱處 理要求的主蒸汽系統(tǒng)管道用管！為滿足其強(qiáng)度指標(biāo)模擬熱處理后 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，除了優(yōu)化成分外，在熱處理時(shí)取相對(duì)較高的正火 溫度，并采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方式，以確保產(chǎn)品模擬熱處理后的強(qiáng)度 指標(biāo)達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求。2.2壓水堆核電站一回路主管道材料一回路主管道屬于核安全一級(jí)部件，尺寸大、運(yùn)行條件苛刻 （約300 C、16MPa的

15、含磷酸、硼酸高溫高壓水），對(duì)材料性能要 求極高，除要求有良好的綜合力學(xué)性能（足夠的強(qiáng)度、高的塑性 和韌性）夕卜，還要求耐高溫高壓水腐蝕，具有良好的抗疲勞性能、 易加工性和焊接性能等。擁有a丁雙相組織的鑄造奧氏體不銹鋼 （約5%20%鐵素體相以島狀分布在奧氏體基體上一 CASS）能彳艮 好的滿足上述性能，廣泛用于核電站一回路主管道。目前世界上半數(shù)以上的核電站是按法國(guó)核島設(shè)備設(shè)計(jì)和建造委 員會(huì)（AFCEN）制定的RCC. M壓水堆機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則 制造的，我國(guó)正在建造的和今后相當(dāng)一部分核電站也都按這個(gè)規(guī) 范建造。RCC-M壓水堆機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則是一部國(guó)際 上公認(rèn)的最為安全的核電設(shè)備制造

16、規(guī)范，按RCC-M制造的核電設(shè) 備迄今為止沒有發(fā)生過重大的安全事故，且設(shè)備故障率最低。RCC-M規(guī)范中的牌號(hào)Z3CN20.09M不銹鋼屬于低碳奧氏體一鐵素 體型不銹鋼RCC-M規(guī)范要求Z3CN20.09M鐵素體含量范圍12% 20%，最理想值為15%18%，其值可依據(jù)Shaeffler圖通過 改變材料成分實(shí)現(xiàn)調(diào)控。2.2.1 一回路主管道制備工藝壓水堆一回路主管道可以采用鍛造或鑄造制造工藝。采用鍛 造奧氏體不銹鋼時(shí)，主管道組織均勻，力學(xué)性能較好；但由于制 造工藝的限制，直管段制造長(zhǎng)度受限，使主管道焊縫數(shù)量增多， 焊接工作量增大，而且由于材料本身特點(diǎn)，在焊接時(shí)容易產(chǎn)生焊 接缺陷。鑄造工藝可以克服

17、鍛造主管道的缺點(diǎn)在保證主管道力學(xué) 性能不降低的前期下，采用鑄造奧氏素體一鐵體不銹鋼來替代鍛 造奧氏體不銹鋼。鑄造奧氏素體一鐵體不銹鋼具有較好的焊接性 能，焊接時(shí)不易產(chǎn)生焊接缺陷，且采用離心鑄造可以制造出長(zhǎng)度 較大的直管，使焊縫數(shù)量減少，這一技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到主管道 的生產(chǎn)中。原料經(jīng)過電弧爐+氬氧爐雙聯(lián)冶煉，調(diào)控微合金元素及雜質(zhì) 含量得到成分合格的鋼液，成分調(diào)控時(shí)要嚴(yán)格將C含量降低到 0.03%以下，然后進(jìn)行澆注。彎頭通過砂型靜態(tài)鑄造成型，直管 經(jīng)臥式離心鑄造機(jī)成型，成型后的毛坯管件脫模后進(jìn)行固溶熱處 理，目的是減少缺陷、均勻成分及調(diào)控鐵素體含量從而提高性能， 熱處理工序完成后進(jìn)行機(jī)械加工。直管

18、和彎頭的加工包括內(nèi)圓和 外圓的加工，機(jī)加工設(shè)備主要包括大型的車床、鏜床及工裝。對(duì) 直管和彎頭的機(jī)加工關(guān)鍵在于制定合理的加工工藝，并配套相應(yīng) 的設(shè)備。2.3EPR核電站常規(guī)島主蒸汽和主給水管道 的選材隨著我國(guó)第三代核電技術(shù)EPR的引進(jìn)，作為其常規(guī)島最主要 的兩大管道，主蒸汽和主給水管道所用鋼管對(duì)材質(zhì)的技術(shù)要求也 隨之增高，這些管道都是在高溫、高壓條件下工作的大口徑厚壁 管。2.3.1管道選材的要求在選材時(shí)不需考慮管道的抗高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能，但要注 意以下兩個(gè)因素的影響：1）耐流體加速腐蝕（FAC）性能。在核電管道設(shè)計(jì)階段， 為了防止FAC的發(fā)生，主給水管道應(yīng)盡量選用有一定量銘元素的 管材，使其

19、對(duì)FAC不敏感。2）滿足使用壽命。因?yàn)镋PR主蒸汽管道的設(shè)計(jì)溫度為 311C，高壓給水管道及其輔助管道的最高設(shè)計(jì)溫度為261C, 只要選取材料的蠕變溫度高于這個(gè)設(shè)計(jì)溫度，在運(yùn)行中就不會(huì)因 為時(shí)間的積累產(chǎn)生蠕變，可以達(dá)到滿足60年壽期的技術(shù)要求； 在選取該類管道材料設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力時(shí)，可以選擇與時(shí)間 無關(guān)的強(qiáng)度指標(biāo)，即設(shè)計(jì)溫度下鋼材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，以 保證管道的壽命與核電站設(shè)計(jì)壽期一致。2.3.2管道材料的選擇主蒸汽管道（VPU ）的作用是將來自蒸汽發(fā)生器（SG）的主 蒸汽送入汽輪機(jī)（GPV）和汽水分離再熱器（GSS），設(shè)計(jì)壓力99bar， 設(shè)計(jì)溫度311C。使用的材料是WB36CN1

20、或者A106B碳鋼管道。 WB36CN1在設(shè)計(jì)上滿足EPR機(jī)組管道耐流體加速腐蝕（FAC ）的 性能要求。WB36CN1鋼是德國(guó)曼內(nèi)斯曼公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)鋼 種，是在碳錳鋼基礎(chǔ)上添加Ni2Cu2Mo合金發(fā)展起來的。特點(diǎn)是 強(qiáng)度高，使用溫度為400C，也可用作管壁溫度達(dá)500C的高溫管道，目前國(guó)內(nèi)核電站主要使用的是WB36CN1進(jìn)口管材，已在成 都無縫鋼管廠及武漢重工鍛造公司實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化WB36CN1鋼管， 目前已供應(yīng)嶺澳二期核電站使用。2.3.3主給水管道材料主給水管道的功能是將來自主給水泵的主給水通過高壓加 熱器后送入蒸汽發(fā)生器。EPR設(shè)計(jì)中，4臺(tái)主給水泵出口有一個(gè) DN1000的聯(lián)箱，兩

21、列高壓加熱器出口也有一個(gè)DN1000的聯(lián)箱， 在材料選取上，ALSTOM推薦分段選取，即APA泵出口處到高加 進(jìn)口處的管道使用ASTMA335P91，從高加出口處到與核島接口處 使用ASTMA335P11 ；目前CPR1000和AP1000在主給水管道選材 上沒有進(jìn)行分段選取，而且CPR1000的主給水管道與主蒸汽使用 相同的材料WB36CN1，AP1000推薦采用A106B。3先進(jìn)輕水堆3.1AP1000主管道我國(guó)引進(jìn)的美國(guó)西屋公司的AP1000第三代核電技術(shù)，由于 其設(shè)計(jì)壽命提高到60年，核電站安全性能指標(biāo)也大幅度提升， 主管道要求采用整體鍛造方法制造，接管嘴要求與主管一體鍛造 管道（包括

22、彎管部分）不允許有環(huán)焊縫，其冶煉，澆鑄，鍛造， 深孔加工，彎管等工藝都存在較大困難。AP1000主管道在設(shè)計(jì)上首次采用了整體鍛造316LN大型無 縫管，不但設(shè)計(jì)使用壽命提高到60年，而且由于采用整體鍛造 管，不存在焊縫，也大大降低了核電站在役檢查工作量AP1000 主管設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新，對(duì)主管道制造提出更高的要求，下面以主 管道熱段為例，分析其特點(diǎn)以及制造難度。如圖2所示AP1000主管道熱段示意圖，這是主管道系統(tǒng)中制 造難度最大的部件。其外徑為952mm、內(nèi)徑778mm。彎曲度角為 56.4，在熱段上只有兩只整體鍛造成形的相對(duì)角度為45的 接管嘴。根據(jù)目前超低碳不銹鋼的冶制水平及裝備，許多企業(yè)

23、都能冶 煉出成分合格的鋼錠，關(guān)鍵問題是如何保證鋼錠的鍛造性能。熱 段管的成品重量將近9t，所以鍛造鋼錠一般超過70t，鍛造如此 重量的扛鼎我國(guó)尚缺乏經(jīng)驗(yàn)，而且熱段管上面一同鍛造的接管嘴 更加增添了鍛造難度。另外，成功彎制出大直徑、大厚度、帶接 管嘴的不銹鋼管，在世界范圍內(nèi)還未見報(bào)道。3.1.1冶煉技術(shù)主管道采用TP316LN鋼管，屬于控氮型超低碳奧氏體不銹鋼， 其技術(shù)難點(diǎn)如下：1）超低碳的控制2）氮的控制技術(shù)3）有害元素的控制（P、S）3.1.2鍛造技術(shù)為保證鍛造壓實(shí)效果，AP1000主管道在具有足夠壓力的自由 鍛壓機(jī)上進(jìn)行成形。其技術(shù)難題如下：1）鍛造裂紋2）晶體度控制3）異型鍛件成型技術(shù)4

24、核電金屬管道的相關(guān)技術(shù)、專利4.1管道彎曲工藝目前，在核電管道安裝中大量使用了彎管，這些彎管不僅改 善了流體的力學(xué)l生能，同時(shí)也減少了管道上的焊口數(shù)量，提高 了管線運(yùn)行的可靠性；彎管可根據(jù)技術(shù)要求采用冷彎或熱彎工 藝，每種工藝又各有幾種方法，彎管的加工一般都在車間進(jìn)行， 生產(chǎn)環(huán)境和精度上有可靠地保證，是工廠化管道生產(chǎn)的發(fā)展趨 勢(shì)，而合理地選取彎曲工藝和方法是保證彎管質(zhì)量的關(guān)鍵，目前 工藝管道彎曲半徑普遍都在3倍公稱直徑以上，管徑愈大，彎曲 半徑也愈大，工藝操作難度愈大，所以在選材、彎制、檢查、處 理等環(huán)節(jié)上必須嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。4.1.1各種彎曲方法1）管道冷彎的方法冷彎有轉(zhuǎn)動(dòng)彎曲、頂推彎曲和滾動(dòng)

25、彎曲3種方法。2）管道熱彎曲的方法熱彎有火爐加熱彎曲、中頻和高頻感應(yīng)加熱彎曲3種方法。4.2A-TIG焊在核電管道全位置焊接中的應(yīng)采用傳統(tǒng)焊接方法焊接的接頭有15%30%存在焊接缺陷， 需要返修。即使采用全自動(dòng)焊接技術(shù)，也難免會(huì)產(chǎn)生缺陷。如何 改善管道全位置焊接工藝，保證獲得高質(zhì)量的焊接接頭，一直是 管道全位置焊接急需解決的問題。近來，A加G焊接法在工業(yè)生產(chǎn) 中得到了重要應(yīng)用，在相同焊接條件下焊縫熔深可達(dá)到傳統(tǒng)TIG 焊熔深的2-3倍，對(duì)于壁厚12mill以下的不銹鋼和碳鋼對(duì)接焊縫， 可以不開坡口，一次焊接完成，并能單面焊雙面成型。對(duì)于6mm厚的不銹鋼管道不開坡口，使用活性劑后可以一次 焊透，

26、并且能單面焊接雙面成型?；钚院附臃ㄔ诠艿廊恢煤附?中的應(yīng)用不僅擴(kuò)大了活性劑的使用范圍，而且突破了在不開坡口 的情況下，管道全位置焊機(jī)只能焊接薄壁管的局限性，焊接效率 大幅度提升。4.3Z形跳焊法在核電工程管道中的應(yīng)用先進(jìn)行中心一四角點(diǎn)固焊（定位焊），可對(duì)鈦板進(jìn)行分割成2個(gè)或幾個(gè)中心，焊接時(shí)，應(yīng)基本對(duì)稱焊接。每個(gè)區(qū)域內(nèi)焊接時(shí) 應(yīng)采用Z形跳焊法，如圖2所示。4.4鋯材在核電站的應(yīng)用錯(cuò)合金的熱中子吸收截面小、導(dǎo)熱率高、機(jī)械性能好，又具 有良好的加工性能以及同UO2相容性好，尤其對(duì)高溫水、高溫水 蒸氣也具有良好的抗蝕性能和足夠的熱強(qiáng)性。因此，被廣泛用做 水冷動(dòng)力堆的包殼材料和堆芯結(jié)構(gòu)材料，成為核電站

27、的重要應(yīng)用 材料。4.4.1鋯合金包殼管在核電站的重要性核反應(yīng)堆是利用核裂變過程中所釋放出來的巨大能量，通過 核電設(shè)備最終轉(zhuǎn)化成電能。由于在反應(yīng)過程中存在大量的輻射， 具有很大的危害性，因此，核安全就成為發(fā)展核電工業(yè)所必須解 決的首要任務(wù)。在核電設(shè)計(jì)中，核安全的首道防線就是核燃料的 包覆材料包殼管，由它擔(dān)負(fù)著防止核燃料泄漏的重要任務(wù)，要求在整個(gè)使用過程中不能發(fā)生破損，造成放射性外逸。在眾多候選材料中，錯(cuò)合金以其優(yōu)異的核性能，成為核燃料 包殼管的首選材料，并獲得了令人滿意的使用效果。隨著核反應(yīng) 堆技術(shù)朝著提高燃料燃耗，反應(yīng)堆熱效率和安全可靠性，以及降 低燃料循環(huán)成本方向發(fā)展，對(duì)錯(cuò)合金包殼材料的性

28、能提出了更高 的要求，包括腐蝕性能、吸氫性能、力學(xué)性能和輻照尺寸穩(wěn)定性等。為此，人們?cè)谔岣咪喓辖鹦阅芊矫孢M(jìn)行了大量的研究工作， 開發(fā)了一些新鋯合金。4.4.2鋯材在核電站中的應(yīng)用如Zr-2合金適于作沸水堆結(jié)構(gòu)材料，加拿大道格拉斯點(diǎn)反 應(yīng)堆的高壓管和瑞士盧森斯堆的高壓管均采用該合金等；Zr-4 合金適于作壓水堆和重水堆的結(jié)構(gòu)材料，美國(guó)卡羅萊納維爾吉尼 亞堆的高壓管、加拿大研制的重水堆中燃料束擋板和格架采用的 是Zr-4合金。4.5相關(guān)專利及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)54實(shí)用新型名稱核電主蒸汽超級(jí)管道 57摘要核電600MW主蒸汽超皺管道.屬于蒸汽管道 類.具體的是指隊(duì)核電站安全殼主蒸汽管道T貫穿 f牛相連的過渡段

29、，到安全殼外隔高閥及隔離閥外第 段管道的總稱。它由過涎段成3個(gè)管道金熔透焊 接可成。第二管道外焊主裁止閥.主裁止閥槌法 蘭接管岸接.過渡段有測(cè)溫、測(cè)壓管道等，3個(gè)管 道上分別有安全閥用管嘴或排氣管嘴,加能助動(dòng)管 嘴、保溫金屬環(huán)和射線檢查用播塞。法蘭接管上 有橫向限制件、旁路管嘴、祿溫金屬環(huán)等。本家 用新型設(shè)計(jì)壓力為$，5JWPl設(shè)計(jì)溫度為316 Cr蝦 安全投入到核電站中使用。5國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)5.1國(guó)內(nèi)知名企業(yè)中國(guó)一重：中國(guó)第-重型機(jī)械股份公司是國(guó)內(nèi)最大的核電鍛件生產(chǎn)企業(yè)， 90%以上的國(guó)產(chǎn)核電鍛件，80%以上的國(guó)產(chǎn)核反應(yīng)堆壓力容器由 公司生產(chǎn)。在核電產(chǎn)品研制方面占領(lǐng)市場(chǎng)制高點(diǎn)。2010年，核

30、 能設(shè)備已成為公司主要產(chǎn)品之一，所占比重達(dá)到16.46%。二重重裝：二重集團(tuán)（德陽）重型裝備股份有限公司。公司已取得 核島鍛件“全域”通行證，公司陸續(xù)攻克了 CPR1000核島蒸汽發(fā) 生器管板，水室封頭，反應(yīng)堆壓力容器整體封頭，接管筒體等所 有核級(jí)鍛件的關(guān)鍵制造技術(shù)，已成為國(guó)內(nèi)當(dāng)前最具整體突破核級(jí) 鍛件成套供貨的重要企業(yè)之一，已經(jīng)完成了 300噸到600噸大型 鋼錠系列鋼錠模的研究，設(shè)計(jì)和制造，形成了二重重裝大型鋼錠 系列，核電蒸發(fā)器，管板鍛件實(shí)現(xiàn)了批量制造，產(chǎn)品質(zhì)量性能指 標(biāo)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，二代加核電管板產(chǎn)品的合格率穩(wěn)定在 80%以上，在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)器錐形筒體 中筒

31、節(jié)，下筒節(jié)等鍛件的大批量生產(chǎn)，掌握了冶煉，鍛造，熱處 理和彎管等制造技術(shù)，并成功鍛制了全球首支AP1000核電主管 道。上海電氣：上海電氣集團(tuán)股份有限公司。公司是核電堆內(nèi)構(gòu)件，控制棒 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)目前國(guó)內(nèi)唯一的生產(chǎn)制造商，并已成為國(guó)內(nèi)核電核島設(shè) 備產(chǎn)業(yè)鏈最完整的供應(yīng)商。公司已擁有了 300MW等級(jí)核電常規(guī)島 設(shè)備，600MW等級(jí)核電常規(guī)島設(shè)備，1000MW等級(jí)核電常規(guī)島設(shè)備， 高溫氣冷堆實(shí)驗(yàn)堆和其他新堆型等主要設(shè)備的能力，并分別在秦 山核電站一期，秦山核電站二期，嶺澳核電站等投入運(yùn)行。公司 計(jì)劃至2012年，核電常規(guī)島主設(shè)備及核島主設(shè)備均實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能 4-6臺(tái)套。2010年公司第三代核電AP1000獲得重大突破，已簽 署桃花江4臺(tái)機(jī)組核電供貨訂單。截止2010年末，公司核電核 島設(shè)備在手訂單已突破190億元，產(chǎn)品覆蓋了所有中國(guó)市場(chǎng)在建 核電項(xiàng)目。臺(tái)?，斉瑺枺簾熍_(tái)臺(tái)?，斉瑺柡穗娫O(shè)備股份有限公司（THM）是 煙臺(tái)市臺(tái)海集團(tuán)有限公司于2006年12月15日創(chuàng)建的專業(yè)致力 于百萬千瓦級(jí)壓水堆核電廠一回路主管道的生產(chǎn)企業(yè)，同時(shí)提供 各種類型復(fù)雜鑄件，大中小型鍛件及鍛坯，離心管，管坯，電渣 重熔與真空自耗鋼錠，特種合金等。是目前全球唯一一家同時(shí)具 備二代和三代核電主管道生產(chǎn)能力的制造企業(yè)。三洲川化：四川