一种核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113025796A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110240503.6C22C38/02(2006.01)(22)申请日2021.03.04C22C38/04(2006.01)C22C38/52(2006.01)(71)申请人上海核工程研究设计院有限公司地址200233上海市徐汇区虹漕路29号申请人安泰核原新材料科技有限公司(72)发明人李玲王铁军史骁辰裴燕斌王弘昶刘刚宁冬王永东佟辉陈锦(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限公司31253代理人刘宁(51)Int.Cl.C21D8/10(2006.01)B21C37/06(2006.01)C22C33/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法(57)摘要本发明的目的在于公开一种核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法，与现有技术相比，采用将碱性电炉加炉外精炼或电渣重熔后的坯料锻造‑一次热挤压成形‑热处理‑酸洗矫直的工艺制备，制备的12Cr13小口径厚壁管组织均匀、工艺流程短、节约能源和综合性能高，提高了成品率，减少了后续加工难度，适合批量化生产，实现本发明的目的。CN113025796ACN113025796A权利要求书1/1页1.一种核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)坯料的热挤压成型：将碱性电炉加炉外精炼或电渣重熔后的坯料锻造后，坯料在1050‑1250℃热挤压成形；(2)热处理：热挤压成型后的坯料在925‑1050℃固溶后，进行油淬或水淬处理，然后在580‑770℃进行回火；(3)酸洗和矫直：将热处理后的坯料进行酸洗去掉表面氧化皮，然后冷矫直达到要求的直线度，得到所需的管材。2.如权利要求1所述的核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法，其特征在于，管材采用一次热挤压工艺直接挤出成形，管材长度≥7m，内孔尺寸为13.5±0.5mm，外径为45±0.5mm，全长直线度≤4mm。3.如权利要求1所述的核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法，其特征在于，坯料的质量百分比含量为：C≤0.15％、Mn≤1.00％、Si≤1.00％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cr11.50‑13.50％、Co≤0.05％和Ni≤0.50％。4.如权利要求1所述的核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法，其特征在于，坯料的热挤压成型中，挤压比为22‑35，挤压速度为180‑300mm/s，挤压力15‑30MN。2CN113025796A说明书1/4页一种核电站控制棒驱动机构驱动杆小口径厚壁管的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种小口径厚壁管的制备方法，特别涉及一种核电站控制棒驱动机构驱动杆马氏体不锈钢12Cr13小口径厚壁管的制备方法。背景技术[0002]三代核电较原来核电设计，强调非能动型核电技术，是在成熟的压水堆核电技术的挤出上采用非能动设计理念。控制棒驱动机构(CRDM)是核电站反应堆系统中重要的机械设备，是反应堆控制和保护系统的一部分，驱动棒驱动机构由密封壳组件、驱动杆组件、钩爪组件、线圈组件和系统组件组成；主要功能是驱动控制棒在堆芯中上下运动。驱动杆组件由可拆接头、驱动杆和拆卸杆组件等部分组成。驱动杆是一个外圆表面加工有环形槽的空心管，通过这些环槽与钩爪组件中钩爪动作的啮合，带动下部连接的控制棒组件作直线步跃式的升降移动或保持不动。控制棒驱动机构的功能：在保持反应堆压力边界完整性的前提下完成以下两大功能：(1)在反应堆启动、运行和关闭时，带动控制棒组件在堆芯形成范围内作升降或将控制棒组件保持在行程的合适位置上；(2)在事故工况下快速释放控制棒组件，依靠重力下降使得反应堆紧急停堆。[0003]驱动杆是控制棒驱动机构中关键零件之一，三代核电的驱动杆相对于二代驱动型驱动杆，长度尺寸增加的同时，而孔的内径也变小。目前采用棒材中心打孔制造，内孔只有φ13.5mm，而长度大于7m；当孔的长度与直径之比大于5时，称为深孔，此深孔长径比超过了520；驱动杆材质是12Cr13，加工深孔又较碳钢难度困难得多。[0004]三代核电建设过程中，此种管材长期依赖进口，完全依赖国外少数设备厂商，我国不仅需要多付出昂贵的采购成本，而且供货周期不确定，也很大程度影响到我国在建核电新项目的工期进度。[0005]金属挤压是一种压力加工成形方法，是将金属毛坯置于耐压容器中，施加外力使金属向三向压应力状态下产生塑性变形。挤压加工时金属处于三向压应力状态，因此可以得到比轧制、锻造更大的塑性变形。20世纪50年代，随着玻璃润滑剂的发明，黑色金属的挤