核电设备中的安注箱封头的制造方法与流程

本发明涉及金属材料加工工艺技术领域，尤其涉及一种核电设备中的安注箱封头的制造方法。

背景技术：

近年来，国际能源趋于紧张，能源危机已成为国际环境不稳定的主要因素之一。为此，各国都在大力发展新能源，以缓解经济压力。中国正在降低煤炭在能源结构中的比重，大力提倡发展新能源，将核能作为新能源发展的主要方向之一。在2013年中央经济工作会议上，提到要把核电和高铁作为重要出口项目，加以推动落实，核电“走出去”在中国上升为国家战略。

在现有的核电设备中，为减轻可能事故所造成的后果，核电厂设有反应堆专用安全设施，安全注入系统(ris)即为专设安全设施中的三个主要系统之一。安注箱是中压安注系统里的主要设备之一，在核岛中每个机组有三台安注箱(accumulationtank)，安注箱内存含硼水，上部空腔充填氮气，当反应堆冷却剂系统压力降到安注箱压力以下时，由氮气压力将含硼水注入反应堆冷却剂系统冷段，能在短时间内淹没堆芯，避免燃料棒熔化，从而保证反应堆系统的安全性和完整性。安注箱为圆柱形的直立容器，筒体两端用两个半球形封头封闭。现有的安注箱封头一些是进口件，另一些是国产件，安注箱封头通常由瓜瓣与顶圆拼焊而成，对瓜瓣等的形状尺寸要求非常严格，加工难度大、成本高，并且焊缝处的机械强度等与其它的部分不同，容易发生异常情况。因此，需要一种新型的安注箱封头的制造方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种核电设备中的安注箱封头的制造方法，提供热冲压成型的安注箱封头的制造工艺方法。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种核电设备中的安注箱封头的制造方法，包括：根据安注箱封头的形状和尺寸制作成型模具、工装；其中，所述成型模具包括：上模、下模；所述工装包括：防变形工装；将用于制造所述安注箱封头的坯料放置在加热炉内进行热处理；将所述上模、所述下模安装在压力机上；将进行了加热处理后的所述坯料放置在所述下模内，压力机的执行部件带动所述上模运动，用于对位于所述下模内的所述坯料进行冲压拉深成型，生成安注箱封头；将所述安注箱封头从所述下模中取出并进行检测；在检测合格的所述安注箱封头的端口处焊接所述防变形工装；将所述安注箱封头放置在加热炉内进行热处理，所述热处理包括：正火以及水冷处理，并对进行了所述热处理后的所述安注箱封头进行回火处理。

可选地，在所述安注箱封头进行回火处理后，对所述安注箱封头进行外观、尺寸检测并进行性能试验。

可选地，所述根据安注箱封头的形状和尺寸制作成型模具、工装以及坯料包括：根据安注箱封头的形状和尺寸计算模具收缩量，基于模具收缩量以及安注箱封头的形状和尺寸制作所述成型模具；基于所述安注箱封头的形状和尺寸计算坯料尺寸并制作坯料；其中，所述坯料为实心的圆板坯料。

可选地，所述坯料的材质包括：18mnd5合金钢，将所述坯料放置在加热炉内进行加热处理包括：判断是否第一炉温≤360℃，如果是，则将所述坯料放入加热炉中；当确定第一炉温为660℃--690℃时，保持温度并将所述坯料持续加热0.8-2.8小时；将第一炉温升高至890℃--940℃，保持温度并将所述坯料持续加热0.8-2.8小时后出炉。

可选地，判断是否第一炉温≤360℃，如果是，则将所述坯料放入加热炉中；当确定第一炉温为660℃时，保持温度并将所述坯料持续加热0.8-2.8小时；将第一炉温升高至890℃，保持温度并将所述坯料持续加热0.8-2.8小时后出炉。

可选地，在进行冲压拉深成型处理期间，调节压力机的执行部件的油缸压力，并检测所述安注箱封头的温度；在所述安注箱封头的温度≥800℃时，使所述安注箱封头脱离所述上模和所述下模，并冷却至室温。

可选地，在所述安注箱封头的温度≥800℃时，使所述安注箱封头脱离所述上模和所述下模。

可选地，所述将所述安注箱封头放置在加热炉内进行热处理、并对进行了热处理后的所述安注箱封头进行回火处理包括：判断是否第二炉温≤360℃，如果是，则将冷却至室温后的所述安注箱封头放入加热炉中；当确定第二炉温为660℃--690℃时，保持温度并将所述安注箱封头持续加热0.8-2.8小时；将第二炉温升高至890℃--940℃，保持温度并将所述安注箱封头持续加热0.8-2.8小时后出炉；在将所述安注箱封头进行水冷后，将所述安注箱封头放入加热炉中进行回火处理；其中，回火处理保温的时间为2.8-4.8小时。

可选地，判断是否第二炉温≤360℃，如果是，则将冷却至室温后的所述安注箱封头放入加热炉中；当确定第二炉温为660℃时，保持温度并将所述安注箱封头持续加热0.8-2.8小时；将第二炉温升高至890℃，保持温度并将所述安注箱封头持续加热0.8-2.8小时后出炉；在将所述安注箱封头进行水冷后，将所述安注箱封头放入加热炉中进行回火处理；其中，回火处理保温的时间为2.8-4.8小时。

可选地，所述成型模具还包括：冲环；将所述上模安装在压力机的执行部件上，将所述下模和所述冲环安装在压力机的工作台上；对所述上模、所述下模和所述冲环进行找正处理，以使所述上模、所述下模和所述冲环的中轴在一条直线上。

本发明的核电设备中的安注箱封头的制造方法，制成安注箱封头的坯料以及成型模具，通过成型模具并采用热冲压成型工艺生产出合格的安注箱封头，安注箱封头的加工按下料－加热－压制－正火热处理－回火热处理－性能试验－交货的工序进行，有效解决了现有安注箱封头的制造难题，降低了制造难度，提高了生产率并降低了生产成本以及生产周期，提高了产品质量以及合格率。

本发明实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：

图1为根据本发明的核电设备中的安注箱封头的制造方法的一个实施例的流程步骤示意图；

图2为本发明的核电设备中的安注箱封头的制造方法的一个实施例中的安注箱封头的结构示意图；

图3为本发明的核电设备中的安注箱封头的制造方法的一个实施例中使用成型模具加工安注箱封头的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致。

下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。

图1为根据本发明的核电设备中的安注箱封头的制造方法的一个实施例的流程步骤示意图，如图1所示：

步骤s11,根据安注箱封头的形状和尺寸制作成型模具、工装。成型模具包括：上模、下模、冲环等，工装包括防变形工装等。安注箱封头的材质包括合金钢(18mnd5)等。

步骤s12,将用于制造安注箱封头将坯料放置在加热炉内进行加热处理。加热炉可以为多种工业电炉、天然气炉等。坯料可以采用加热压制的工艺生成。

步骤s13,将上模、下模安装在压力机上。压力机可以采用现有的多种压力机。

步骤s14,将进行了加热处理后的坯料放置在下模内，压力机的执行部件带动上模运动，用于对位于下模内的坯料进行冲压拉深成型，生成安注箱封头，可以采用现有的多种冲压拉深成型工艺方法。

步骤s15,将安注箱封头从下模中取出并进行检测，可以检查成型后的安注箱封头的外观，测量安注箱封头的尺寸。

步骤s16，在检测合格的安注箱封头的端口处焊接防变形工装。防变形工装可以有多种结构，例如为圆环状的工装，用于防止薄壁结构的安注箱封头发生变形，易于运输和库存。

步骤s17,将安注箱封头放置在加热炉内进行热处理，包括：正火以及水冷处理，并对进行了热处理后的安注箱封头进行回火处理。

步骤s18，在安注箱封头进行回火处理后，对安注箱封头进行外观、尺寸检测并进行性能试验。可以按照有关规定的规范，检查热处理后的安注箱封头的外观，测量安注箱封头的尺寸，并进行性能试验。

上述实施例中的核电设备中的安注箱封头的制造方法，将安注箱封头的加工按下料－加热－压制－正火热处理－回火热处理－性能试验－交货的工序进行。

在一个实施例中，根据安注箱封头的形状和尺寸计算模具收缩量，基于模具收缩量以及安注箱封头的形状和尺寸制作成型模具。基于安注箱封头的形状和尺寸计算坯料尺寸并制作坯料。坯料可以为实心的圆板形坯料等。

安注箱封头的形状如图2所示，其中，图2中的各个尺寸为d为φ3500，h为915，l为40，a为88，标准椭圆形状。按照安注箱封头的尺寸计算模具收缩量，制作成型用上模、冲环及工装。按照图纸尺寸计算安注箱封头的毛坯尺寸，并机加外端部。

将成型模具及工装安装在25000t压力机上并找正。如图3所示，将上模32安装在压力机31的执行部件上，将下模和冲环34安装在压力机的工作台上。其中，冲环34安装在外套35内，安注箱封头33及其坯料放置在下模上，对上模、下模和冲环进行找正处理，以使上模、下模和冲环的中轴在一条直线上。

坯料的材质包括：合金钢。钢里除铁、碳外，加入其他的合金元素，就叫合金钢(alloysteel)，是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金，根据添加元素的不同，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。坯料使用的合金钢可为18mnd5等，18mnd5是法国rcc-m2000中的钢种，对应的asme牌号sa533grbcl1。

在一个实施例中，将坯料放置在加热炉内进行加热处理可以有多种热处理方法。例如，判断是否第一炉温≤360℃，如果是，则将坯料放入加热炉中。当确定第一炉温为660℃--690℃时，保持温度并将坯料持续加热0.8-2.8小时；继续将第一炉温升高至890℃--940℃，保持温度并将坯料持续加热0.8-2.8小时后出炉。

优选地，判断是否第一炉温≤360℃，如果是，则将坯料放入加热炉中；当确定第一炉温为660℃时，保持温度并将坯料持续加热0.8-2.8小时；继续将第一炉温升高至890℃，保持温度并将坯料持续加热0.8-2.8小时后出炉。

在一个实施例中，将保温完毕后的坯料准确放置在成型模具上，迅速出炉并进行冲压拉深成型，整个过程严格控制时间，可以调节压力机主副缸压力，并检测封头坯料温度。在进行冲压拉深成型处理期间，调节压力机的执行部件的油缸压力，并检测安注箱封头的温度优选地，在安注箱封头的温度≥800℃时，使安注箱封头脱离上模和下模。并冷却至室温。

在一个实施例中，将安注箱封头放置在加热炉内进行热处理以及进行回火处理可以有多种热处理以及回火处理方法。例如，判断是否第二炉温≤360℃，如果是，则将冷却至室温后的安注箱封头放入加热炉中；当确定第二炉温为660℃--690℃时，保持温度并将安注箱封头持续加热0.8-2.8小时；继续将第二炉温升高至890℃--940℃，保持温度并将安注箱封头持续加热0.8-2.8小时后出炉；迅速将安注箱封头投入水池中冷透。在将安注箱封头进行水冷后，将安注箱封头放入加热炉中进行回火处理；其中，回火处理保温的时间为2.8-4.8小时。

优选地，判断是否第二炉温≤350℃，如果是，则将冷却至室温后的安注箱封头放入加热炉中；当确定第二炉温为660℃时，保持温度并将安注箱封头持续加热0.8-2.8小时；将第二炉温升高至890℃，保持温度并将安注箱封头持续加热0.8-2.8小时后出炉；在将安注箱封头进行水冷后，将安注箱封头放入加热炉中进行回火处理；其中，回火处理保温的时间为2.8-4.8小时。

上述实施例中的核电设备中的安注箱封头的制造方法，已成功应用于国内某知名的核电设备的安注箱封头的首台套产品的制造，生产出的安注箱封头成品经过严格检验，完全符合相关的质量标准。

上述实施例中的核电设备中的安注箱封头的制造方法，制成安注箱封头的坯料以及成型模具，通过成型模具并采用热冲压成型工艺生产出合格的安注箱封头，安注箱封头的加工按下料－加热－压制－正火热处理－回火热处理－性能试验－交货的工序进行，有效解决了现有安注箱封头的制造难题，降低了制造难度，提高了生产率并降低了生产成本以及生产周期，提高了产品质量以及合格率，为安注箱封头国产化打下坚实基础，填补了国内空白。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。