一种精锻式大口径文丘里管加工工艺的制作方法

本发明涉及核电技术领域，具体涉及一种精锻式大口径文丘里管加工工艺。

背景技术：

DN500mm核电厂主给水文丘里管组件，属于非核级设备，在其主体上设置4组取压口，每组取压口由一个底量程和一个高量程差压变送器共用，以获得精确的给水流量的测量，该组件由上游直管段、文丘里管段和下游直管段组成。

现有的文丘里管的加工精度为总不确定度7％，能够承受的压力不大，使用寿命短；且加工操作麻烦，工序多，生产效率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种加工精度好、加工操作方便，生产效率高的精锻式大口径文丘里管加工工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种精锻式大口径文丘里管加工工艺，文丘里管筒段主体加工包括以下步骤：

(1)校正主体毛坯外圆中心，用中心钻打毛坯两端端面中心孔；

(2)用专用顶针顶住主体两端端面的中心孔，粗车锻件毛坯整体外圆至φ980mm，粗糙度Ra6.3；

(3)夹直管段法兰外圆，支上中心架,校外圆面，平扩散段法兰端面，粗糙度Ra3.2，镗内孔至φ200mm；

(4)调头夹扩散段法兰外圆，支上中心架,校外圆面，平直管段法兰端面，总长为1840；

(5)用专用顶针顶住主体两端端面的中心孔，半精车工件主体各外圆面φ855mm、φ508mm、φ960mm、φ580mm、φ508mm、φ855mm，其中两处φ508mm外圆直径及两端法兰外圆直径均须留余量2mm，粗糙度Ra3.2；

(6)夹直管段外圆，在外圆φ508mm处支上中心架，校准外圆，平扩散段法兰端面及台级，法兰厚度115mm及φ584.2mm外圆台级厚度7mm处各留2mm余量；调头夹扩散段外圆，在直管段处的外圆φ508mm处支上中心架，校准外圆，平直管段法兰端面及台级，法兰厚度115mm及φ584.2mm外圆台级厚度7mm各留2mm余量，主体总长1833mm；

(7)将工件放置工装上，校正65°视孔法兰面，在外圆φ960上铣削窥视孔法兰面；钻φ153mm窥视孔，用铰刀铰之，保证其尺寸公差及粗糙度Ra1.6；

(8)划线钻、攻视孔法兰面上12×M30-6H螺孔,孔深60mm，螺纹有效深度50mm；

(9)将视孔法兰盖与φ153mm与之间隙配合,二者留有0.05mm的余量进行配合,装配为一体，配做2个φ16mm锥销，用12只M30×120六角头螺栓将视孔法兰盖与文丘里主体连接；

(10)夹直管段法兰外圆，在扩散段外圆φ508mm处支上中心架，校正扩散段法兰外圆及端面，粗车扩散段和喉部，使得喉部尺寸φ280mm、扩散段大端尺寸为φ423.6mm及二者之间的圆弧段连接，粗糙Ra1.6；

(11)调头夹扩散段法兰外圆，在靠近直管段外圆φ508mm处支上中心架，矫正直管段法兰外圆，粗车直管段和收缩段，使得直管段内孔外圆为φ423.6mm、收缩段及二者之间的圆弧连接段，粗糙度Ra1.6；

(12)彻底清洗机床，配制混合液；

(13)夹扩散段法兰外圆，在直管段外圆φ508mm处支上中心架，校正直管段法兰外圆，平直管段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压直管段和收缩段及二者圆弧连接处和喉部的圆弧连接处；

(14)换上油石工装，装好专用油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨直管段和收缩段及二者圆弧连接处和喉部的圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(15)调头夹直管段法兰外圆，在靠近扩散段外圆φ508mm处支上中心架，矫正扩散段法兰外圆，平扩散段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压扩散段、喉部及二者圆弧连接处；

(16)换上油石工装，装好专用油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨扩散段和喉部及二者圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(17)彻底清洗机床，换上冷却液，

(18)夹扩散段法兰外圆，在靠近直管段外圆φ508mm处支上中心架，矫正直管段法兰外圆，并精车直管段、收缩段及R593.725和R1046.5圆弧，平直管段法兰及台级端面，至直管段进口尺寸φ431.8(0-0.10)，保证R593.725和R1046.5圆弧分别于直管段和收缩段圆滑过渡，收缩段和喉部圆滑过渡，粗糙度Ra,1.6，

(19)夹直管段法兰外圆，在扩散段外圆φ508mm处支上中心架，校正扩散段法兰外圆，精车扩散段和喉部及二者圆弧连接处，平扩散段法兰及台级端面，至扩散段进口尺寸φ431.8(0-0.10)，喉部尺寸为φ288.7(0-0.1)保证R1443.5圆弧于喉部直线段圆滑过渡，粗糙度Ra,1.6；

(20)彻底清洗机床，配制混合液；

(21)夹直管段法兰外圆，在扩散段外圆φ508mm处支上中心架，校正扩散段法兰外圆，平扩散段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压扩散段和喉部及二者圆弧连接处；

(22)换上油石工装，装好油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨扩散段和喉部及二者圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(23)调头夹扩散段法兰外圆，在靠近直管段外圆φ508mm处支上中心架，矫正直管段法兰外圆，平直管段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压直管段、收缩段、二者圆弧连接处及收缩短与喉部的圆弧连接处；

(24)换上油石工装，装好油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨扩散段和喉部及二者圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(25)在φ960mm和φ580mm外圆上用φ9.8mm钻头钻取压孔；

(26)用φ23mm钻头扩4×φ23，深度120mm，粗糙度Ra3.2；

(27)用φ10mm铰刀铰制4×φ10取压孔，粗糙度Ra0.8；

(28)用专用工装顶住主体两端法兰面的内孔，精车工件主体各外圆面φ855、φ508、φ960、φ580、φ508、φ855，粗糙度Ra3.2。

作为优选的，整个加工步骤为：主体锻造-检测-外圆粗加工-端面加工-内孔粗加工-窥视孔加工-视孔法兰组装定位-内孔半精加工-内孔精加工-内孔珩磨-外圆精加工-两端法兰端面加工精加工-两端法兰孔加工-检测-取压孔加工-检测；

其中，在端面加工和内孔精加工时留有余量，余量为0.5mm。

上游直管段：材质为ASTM A-335GR P-11，其长度为文丘里管筒段内径的18倍，上游直管段的加工步骤为：下料-钢管两端加工坡口-法兰与钢管焊接-内孔整体加工-内孔珩磨-两端法兰外园及端面加工精加工-两端法兰孔加工-检测；其中内孔整体加工留余量0.5mm。

下游直管段：材质为ASTM A-335GR P-11，其长度为文丘里管筒段内径的3.5倍，下游直管段的加工步骤为：下料-钢管两端加工坡口-法兰与钢管焊接-内孔整体加工-内孔珩磨-一端法兰外园及端面加工精加工-一端法兰孔加工-将转换法兰与下游直管段焊接-检测；其中内孔整体加工留余量0.5mm。

本发明的优点是：与现有技术相比，本发明采取整体锻制精加工，采取了新工艺、新技术、新设备和新材料，锻件采用电渣锭，增强了材料的密度，提高了加工精度；使得文丘里管内孔的粗糙度能够达到Ra0.2左右，其总不确定度能够达到±0.118％—±0.125％。加工精度好、加工操作方便，生产效率高。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例文丘里管筒段主体的结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明公开的一种精锻式大口径文丘里管加工工艺，文丘里管筒段主体加工包括以下步骤：

(1)校正主体毛坯外圆中心，用中心钻打毛坯两端端面中心孔；

(2)用专用顶针顶住主体两端端面的中心孔，粗车锻件毛坯整体外圆至φ980mm，粗糙度Ra6.3；

(3)夹直管段法兰外圆，支上中心架,校外圆面，平扩散段法兰端面，粗糙度Ra3.2，镗内孔至φ200mm；

(4)调头夹扩散段法兰外圆，支上中心架,校外圆面，平直管段法兰端面，总长为1840；

(5)用专用顶针顶住主体两端端面的中心孔，半精车工件主体各外圆面φ855mm、φ508mm、φ960mm、φ580mm、φ508mm、φ855mm，其中两处φ508mm外圆直径及两端法兰外圆直径均须留余量2mm，粗糙度Ra3.2；

(6)夹直管段外圆，在外圆φ508mm处支上中心架，校准外圆，平扩散段法兰端面及台级，法兰厚度115mm及φ584.2mm外圆台级厚度7mm处各留2mm余量；调头夹扩散段外圆，在直管段处的外圆φ508mm处支上中心架，校准外圆，平直管段法兰端面及台级，法兰厚度115mm及φ584.2mm外圆台级厚度7mm各留2mm余量，主体总长1833mm；

(7)将工件放置工装上，校正65°视孔法兰面，在外圆φ960上铣削窥视孔法兰面；钻φ153mm窥视孔，用铰刀铰之，保证其尺寸公差及粗糙度Ra1.6；

(8)划线钻、攻视孔法兰面上12×M30-6H螺孔,孔深60mm，螺纹有效深度50mm；

(9)将视孔法兰盖与φ153mm与之间隙配合,二者留有0.05mm的余量进行配合,装配为一体，配做2个φ16mm锥销，用12只M30×120六角头螺栓将视孔法兰盖与文丘里主体连接；

(10)夹直管段法兰外圆，在扩散段外圆φ508mm处支上中心架，校正扩散段法兰外圆及端面，粗车扩散段和喉部，使得喉部尺寸φ280mm、扩散段大端尺寸为φ423.6mm及二者之间的圆弧段连接，粗糙Ra1.6；

(11)调头夹扩散段法兰外圆，在靠近直管段外圆φ508mm处支上中心架，矫正直管段法兰外圆，粗车直管段和收缩段，使得直管段内孔外圆为φ423.6mm、收缩段及二者之间的圆弧连接段，粗糙度Ra1.6；

(12)彻底清洗机床，配制混合液；

(13)夹扩散段法兰外圆，在直管段外圆φ508mm处支上中心架，校正直管段法兰外圆，平直管段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压直管段和收缩段及二者圆弧连接处和喉部的圆弧连接处；

(14)换上油石工装，装好专用油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨直管段和收缩段及二者圆弧连接处和喉部的圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(15)调头夹直管段法兰外圆，在靠近扩散段外圆φ508mm处支上中心架，矫正扩散段法兰外圆，平扩散段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压扩散段、喉部及二者圆弧连接处；

(16)换上油石工装，装好专用油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨扩散段和喉部及二者圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(17)彻底清洗机床，换上冷却液，

(18)夹扩散段法兰外圆，在靠近直管段外圆φ508mm处支上中心架，矫正直管段法兰外圆，并精车直管段、收缩段及R593.725和R1046.5圆弧，平直管段法兰及台级端面，至直管段进口尺寸φ431.8(0-0.10)，保证R593.725和R1046.5圆弧分别于直管段和收缩段圆滑过渡，收缩段和喉部圆滑过渡，粗糙度Ra,1.6，

(19)夹直管段法兰外圆，在扩散段外圆φ508mm处支上中心架，校正扩散段法兰外圆，精车扩散段和喉部及二者圆弧连接处，平扩散段法兰及台级端面，至扩散段进口尺寸φ431.8(0-0.10)，喉部尺寸为φ288.7(0-0.1)保证R1443.5圆弧于喉部直线段圆滑过渡，粗糙度Ra,1.6；

(20)彻底清洗机床，配制混合液；

(21)夹直管段法兰外圆，在扩散段外圆φ508mm处支上中心架，校正扩散段法兰外圆，平扩散段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压扩散段和喉部及二者圆弧连接处；

(22)换上油石工装，装好油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨扩散段和喉部及二者圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(23)调头夹扩散段法兰外圆，在靠近直管段外圆φ508mm处支上中心架，矫正直管段法兰外圆，平直管段法兰端面，换挤压刀加工，用挤压刀反复挤压直管段、收缩段、二者圆弧连接处及收缩短与喉部的圆弧连接处；

(24)换上油石工装，装好油石，调整好油石与扩散段内孔的接触面，反复珩磨扩散段和喉部及二者圆弧连接处，用粗糙度仪检测其粗糙度，使其粗糙度等于或优于Ra0.4；

(25)在φ960mm和φ580mm外圆上用φ9.8mm钻头钻取压孔；

(26)用φ23mm钻头扩4×φ23，深度120mm，粗糙度Ra3.2；

(27)用φ10mm铰刀铰制4×φ10取压孔，粗糙度Ra0.8；

(28)用专用工装顶住主体两端法兰面的内孔，精车工件主体各外圆面φ855、φ508、φ960、φ580、φ508、φ855，粗糙度Ra3.2。

作为优选的，整个加工步骤为：主体锻造-检测-外圆粗加工-端面加工-内孔粗加工-窥视孔加工-视孔法兰组装定位-内孔半精加工-内孔精加工-内孔珩磨-外圆精加工-两端法兰端面加工精加工-两端法兰孔加工-检测-取压孔加工-检测；

其中，在端面加工和内孔精加工时留有余量，余量为0.5mm。

上游直管段：材质为ASTM A-335GR P-11，其长度为文丘里管筒段内径的18倍，上游直管段的加工步骤为：下料-钢管两端加工坡口-法兰与钢管焊接-内孔整体加工-内孔珩磨-两端法兰外园及端面加工精加工-两端法兰孔加工-检测；其中内孔整体加工留余量0.5mm。

下游直管段：材质为ASTM A-335GR P-11，其长度为文丘里管筒段内径的3.5倍，下游直管段的加工步骤为：下料-钢管两端加工坡口-法兰与钢管焊接-内孔整体加工-内孔珩磨-一端法兰外园及端面加工精加工-一端法兰孔加工-将转换法兰与下游直管段焊接-检测；其中内孔整体加工留余量0.5mm。

流动调整器板：材质316不锈钢锻件；

加工步骤：锻件毛坯→两端面及外圆加工→加工内孔(留余量)→线切割加工32个内孔→珩磨32个孔→手柄焊接→检测。

本发明采取整体锻制精加工，采取了新工艺、新技术、新设备和新材料，锻件采用电渣锭，增强了材料的密度，提高了加工精度；使得文丘里管内孔的粗糙度能够达到Ra0.2左右，其总不确定度能够达到±0.118％—±0.125％。加工精度好、加工操作方便，生产效率高。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。