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超大型核電鍛件綠色制造技術

【評分星級】

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【作者】王寶忠

【出版社】機械工業出版社

【出版日期】2017年3月

【I S B N】978-7-111-55619-0

【版次】1

【開本】16

【頁數】630

【裝幀】平裝

【圖書狀態】上架

【所屬類別】工藝類 >> 鍛造工藝

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內容簡介
本書通過大量翔實的試驗數據，重點介紹了超大型核電鍛件在從自由鍛造向綠色制造（胎模鍛造、近凈成形）發展過程中的先進制造技術及工程應用，對研制過程中的經驗教訓進行了深入剖析。針對核電裝備向大型化、長壽期的發展趨勢，對超大型核電鍛件未來的發展進行了展望。本書含有1300余幅圖表，內容包括所描述的超大型核電鍛件1:1評定、解剖、制造等珍貴技術資料，是一代工程技術人員心血的結晶。在全球裝備制造業因產能嚴重過剩而導致價格惡性競爭的新形勢下，對穩定和提高超大型核電鍛件質量具有很高的參考價值。本書可供從事鍛造行業的生產、技術與研發人員使用，也可供高等院校相關方向的研究生和教師參考。

圖書目錄
序
前言
第1篇綜述
第1章核電站與核電堆型簡介3
11核電站種類及構成3
12核電的堆型4
121壓水堆4
122沸水堆4
123重水堆5
124石墨水冷堆5
125高溫氣冷堆5
126快堆5
13發展核電的目的與方向6
14核電裝備自主化及“走出去”6
第2章核電鍛件的重要性8
21核電鍛件在核電裝備中的地位與作用8
22歷史重任及殷切期望8
23不辱使命9
第3章超大型核電鍛件的主要特點及
制造要求12
31規格巨大且形狀復雜12
311核電常規島整鍛低壓轉子12
312核電常規島發電機轉子13
313核電一體化封頭13
32技術要求高14
33鍛件向大型化及一體化方向發展14
331壓力容器鍛件的大型化及
一體化15
332蒸汽發生器鍛件的大型化及
一體化15
34綠色制造16
341胎模鍛造17
342近凈成形19
35制造資質評定與生產許可22
351取證23
352評定23
353核安全許可25
36制造過程控制要求25
361評定/制造大綱25
362質量計劃25
363無損檢測規程26
364先決條件檢查26
37產品質量的可追溯性26
371母材見證件26
372焊接見證件26
第4章設備與工裝特點27
41制造設備的大型化27
411超大型冶煉及鑄錠設備27
412超大型鍛造設備27
413超大型熱處理設備28
42工裝的大型化及復雜化29
421二代加SG水室封頭管嘴翻邊
裝置29
422改進型一體化頂蓋模鍛工裝30
423超大型鍛件坯料翻轉裝置31
424轉子中心孔超聲波檢測裝置31
425超大型筒體鍛件一次性浸水淬火
裝置31
第5章創新性評定及驗證33
51一體化鍛件創新性驗證33
511CAP1400RPV一體化頂蓋鍛件
評定33
512CAP1400RPV一體化底封頭鍛件
評定34
52超大型鍛件的大數據積累37
521CAP1400RPV接管段1∶1解剖
試驗37
522CAP1400SG管板1∶1解剖試驗38
523AP1000SG水室封頭1∶1解剖
檢驗39
524華龍一號泵殼1∶1解剖評定41
525AP1000RPV接管段法蘭全截面
測溫及性能檢驗45
53600t級鋼錠的試驗驗證46
531600t級鋼錠的研制46
532600t級鋼錠的解剖驗證48
54常規島汽輪機整鍛低壓轉子評定50
541鍛造50
542熱處理51
543解剖評定52
第6章核電鍛件的先進制造技術56
61冶煉及鑄錠56
611低Si控Al鋼的冶煉及鑄錠57
612超大型鋼錠58
62壓力容器（RPV）一體化鍛件59
621RPV頂蓋59
622RPV底封頭61
63蒸汽發生器（SG）鍛件胎模鍛造61
631SG管板61
632SG水室封頭62
64近凈成形63
641RPV接管段63
642SG錐形筒體63
65主管道空心鍛造64
66核電常規島汽輪機整鍛低壓轉子66
661鍛件內部質量的純凈性66
662鍛件性能的均勻性67
第7章理論與實踐的反復完善69
71模擬軟件的選擇及邊界條件的
優化69
72物理模擬及比例試驗70
721整體頂蓋物理模擬70
722水室封頭管嘴翻邊比例試驗70
723水室封頭近凈成形比例試驗70
724主管道低熔點合金內支撐彎曲
比例試驗72
第8章核電鍛件制造的走向73
81產品質量穩步提高73
82鍛件標準的自主化74
83實現鍛件的極端制造75
831RPV一體化接管段75
832CAP1700常規島汽輪機整
鍛低壓轉子75
833600MW快堆支撐環76
834沸水堆封頭76第2篇超大型核電鍛件綠色制造的基礎
第1章主要設備與工裝79
11冶煉設備79
111電弧爐（EAF）79
112鋼包精煉爐（LRF）79
113電渣重熔爐（ESR）80
114真空感應熔煉爐（VIM）81
12鑄錠設備81
121上注81
122下注82
123真空吸注82
13液壓機83
131水壓機85
132油壓機87
133自由鍛水壓機與油壓機的比較88
134自由鍛液壓機未來發展方向90
14熱處理設備90
141電爐91
142燃氣爐91
143淬火冷卻設備91
144熱穩定試驗機94
145起吊吊具94
15試樣制備設備95
151拉伸試樣加工專機95
152沖擊試樣加工專機95
153落錘試樣制備設備97
16無損檢測設備98
161超聲波檢測（UT）98
162射線檢測（RT）99
163滲透檢測（PT）99
164磁粉檢測（MT）99
17超大直徑鋼錠火焰切割設備100
18特殊工裝100
181鋼錠抬梁及吊鉗100
182鍛造起重機與翻鋼機102
183坯料翻轉機103
184坯料回轉裝置105
185水室封頭管嘴翻邊定位裝置107
186雙端不對稱變截面筒體同步變形
裝置108
第2章研究方法與研究手段110
21材料基礎研究110
211化學成分設計與優化110
212熱物性參數測試115
213熱加工圖制定118
214相圖與特性曲線測繪119
22工藝研究方法與手段121
221冶煉與鑄錠工藝研究121
222成形工藝研究123
223熱處理工藝研究126
第3章超大型鋼錠研究與制造130
31冶煉及鑄錠工藝方法的創新130
311低Si控Al鋼的冶煉130
312保護澆注135
313鋼錠二次補澆136
314空心鋼錠137
32優質耐火材料141
321水口磚142
322塞棒144
323導流管145
33中間包146
331傳統中間包147
332新型中間包153
34長水口166
341實驗研究166
342工程實踐171
35超大型鋼錠澆注與脫模171
351保護澆注171
352脫模172
36超大型鋼錠的解剖172
361解剖方式172
362鋼錠的純凈性173
363鋼錠的致密性174
364制造技術的先進性174
37對傳統觀念的再認識174
371鋼錠的橫截面形狀175
372鋼錠模錐度及高徑比175
373鋼錠的純凈性及致密性176
38小結176第3篇壓水堆壓力容器鍛件
第1章頂蓋183
11分體頂蓋183
111上封頭183
112上封頭法蘭184
12整體頂蓋184
121數值模擬186
122物理模擬 189
123鍛件評定190
124產品制造195
13一體化頂蓋209
131數值模擬209
132附具研制210
133鍛件評定210
134產品制造219
14頂蓋制造方式對比221
141華龍一號頂蓋221
142AP1000頂蓋222
143CAP1400頂蓋223
15頂蓋制造過程中的經驗教訓及預防
措施224
151EPR上封頭成分超標224
152整體頂蓋沖形階段吊耳開裂226
第2章接管段228
21分體接管段229
211接管筒體229
212接管法蘭239
22整體接管段239
221覆蓋式鍛造240
222半仿形鍛造240
223仿形鍛造240
224近凈成形鍛造240
225熱處理241
226CAP1400整體接管段解剖243
227國內外制造方式對比 247
23半一體化接管段248
231局部接管覆蓋式接管段248
232局部接管翻邊式接管筒體248
24一體化接管段249
241數值模擬250
242比例試驗252
第3章下封頭255
31分體下封頭255
32一體化底封頭256
321數值模擬256
322附具研制257
323鍛件評定259
324補充評定262
325產品制造267
326國內外制造方式對比268
第4章其他鍛件271
41堆芯筒體271
42過渡段271
43進出口接管272
431自由鍛造272
432胎模鍛造272
44安注接管275第4篇壓水堆蒸汽發生器鍛件
第1章上封頭（橢球封頭）281
11分體上封頭281
111橢球封頭上部281
112橢球封頭環282
12整體上封頭282
121兩步鍛造282
122胎模鍛造284
第2章錐形筒體296
21覆蓋式鍛造296
22仿形鍛造297
23近凈成形298
231成形工藝研究298
232附具研制300
233產品制造301
24國內外制造方式對比302
第3章管板303
31鍛造303
311自由鍛造303
312胎模鍛造303
32熱處理306
321預備熱處理306
322浸入式淬火306
323噴水淬火308
33評定與解剖308
331二代加蒸汽發生器管板鍛件
評定308
332CAP1400蒸汽發生器管板鍛件解剖313
34國內外制造方式對比314
第4章下封頭（水室封頭）316
41分體下封頭316
411分體水室封頭317
412水室封頭環318
42整體下封頭319
43半胎模鍛造319
44胎模鍛造320
441數值模擬320
442比例試驗325
443附具研制330
444產品制造333
445制造過程中的經驗教訓338
45管嘴翻邊339
451數值模擬339
452比例試驗340
453附具研制340
454產品制造340
46國內外制造方式對比343
461帶非向心管嘴整體水室封頭343
462帶向心管嘴整體水室封頭344第5篇主管道鍛件
第1章基礎研究348
11成分優化348
12有害相的成因及避免348
121高溫鐵素體349
122Y相353
123共晶相354
13冶煉及鑄錠355
131雙真空355
132電渣重熔（ESR）355
14熱塑性研究356
141熱塑性試驗材料制備356
142熱塑性試驗方法357
143熱塑性試驗結果357
144分析討論358
145結論359
15晶粒度影響因素研究360
151試驗材料360
152試驗方法360
153試驗結果361
154分析討論366
155關于二次再結晶368
156關于動態再結晶369
157結論370
16晶粒細化及均勻化比例試驗371
161包套保溫效果試驗371
162包套鐓粗試驗372
163不同鍛造比包套拔長試驗375
164相同鍛造比拔長后包套坯料與
裸料晶粒度對比試驗376
17不銹鋼的防污染377
171氣割377
172氣刨377
173局部加熱378
174內支撐材料379
第2章管坯鍛造381
21實心鍛件381
211等效直徑試驗鍛件382
212評定鍛件383
22空心鍛件383
221扁方管嘴383
222八方管嘴384
23近凈成形鍛件384
231高溫擴散384
232鐓粗385
233高溫大變形量拔長387
234低于二次再結晶溫度拔長388
235差溫鍛造389
236管嘴擠壓390
237鍛造過程中的裂紋清理390
24國內外制造方式對比392
241空心鍛件與實心鍛件對比392
242管嘴覆蓋式成形與近凈成形
對比392
第3章彎制成形395
31彎制方式395
311壓彎395
312推彎396
32內部支撐398
321鋼質支撐399
322低熔點合金支撐399
323不同支撐方式的對比400
第4章機械加工與固溶熱處理401
41彎制前加工401
42彎制后加工401
43固溶熱處理402
431晶粒度控制402
432固溶強化溫度選擇403
433變形控制403
434性能檢驗結果405
44固溶后加工408第6篇其他核島鍛件
第1章壓水堆其他鍛件410
11穩壓器鍛件410
111PRZ上封頭410
112PRZ下封頭412
12堆芯補給水箱420
121CMT筒體420
122CMT上封頭422
123CMT下封頭423
13堆內構件424
131堆芯支撐板425
132壓緊彈簧431
14泵殼434
141自由鍛造434
142半胎模鍛造437
143仿形鍛造445
第2章其他堆型鍛件453
21快堆453
211堆容器453
212旋塞456
22高溫氣冷堆457
221壓力容器鍛件457
222蒸汽發生器鍛件457
223堆內構件鍛件463
23沸水堆464
231下封頭464
232法蘭464
233筒體464
第3章新型產品鍛件466
31CENTER466
311超大型不銹鋼鍛件的研究內容466
312結論476
32改進型一體化頂蓋477
321工藝性分析477
322主要研究內容477
323滿足設計要求及保證質量的
分析477
324制造工藝478
33核廢料罐482
331工藝性分析482
332滿足設計要求和保證質量的
分析483
333制造工藝484
334性能結果486第7篇核電常規島鍛件
第1章汽輪機低壓轉子489
11整鍛轉子489
111首件評定489
112評定件解剖530
113產品制造538
114國內外制造方式對比544
12焊接轉子545
121輪盤545
122軸頭548
123整鍛與分鍛的對比551
13熱裝轉子553
131轉軸553
132葉輪554
14汽輪機低壓轉子的發展趨勢554
第2章發電機轉子555
21冶煉及鑄錠555
22鍛造555
23熱處理556
231取樣設計556
232鍛后熱處理557
233性能熱處理557
24產品主要技術指標558
241化學成分558
242力學性能559
243無損檢測564
第3章高壓轉子566
31冶煉及鑄錠566
32鍛造567
33熱處理567
331鍛后熱處理567
332性能熱處理568
34產品主要技術指標568
341化學成分568
342力學性能568
343無損檢測569第8篇問題與展望
第1章問題與不足572
11鋼錠的純凈性572
111接管段鍛件檢測缺陷超標572
112接管鍛件沖擊性能分散580
113汽輪機整鍛低壓轉子鍛件缺陷
超標586
114發電機轉子鍛件缺陷問題587
12鍛造及熱處理問題588
121水室封頭鍛造裂紋588
122水室封頭淬火裂紋590
123整鍛低壓轉子軸身表面裂紋602
13現有標準的不適應性604
131M310水室封頭604
132M310SG管板605
14熱處理余量的不合理性607
15特殊性能試驗的不完整性608
151輻照環境下性能試驗608
152冷卻劑環境下性能試驗609
16材料成分的最佳組配與微合金化
研究609
17模擬軟件邊界條件的優化611
171超大型鋼錠的凝固模擬611
172鍛件成形模擬中成形力偏差611
18取樣位置的代表性612
181壓力容器封頭612
182SG管板613
第2章設備與工藝發展的設想與
展望617
21一體化與近凈成形永無止境617
211CAP1700RPV一體化接管段617
212CAP1700常規島汽輪機整鍛低壓
轉子618
213快堆支承環619
214沸水堆封頭621
215主管道的擠壓成形621
216封頭及泵殼的擠壓成形622
22設備與工裝能力進一步加大622
221200～1000MN液壓機622
222超大直徑鍛件測量裝置623
23千噸級鋼錠不是夢想623
231鋼錠模的參數623
232鋼錠的純凈性及致密性623
233結論624
第3章材料開發與團隊建設625
31材料的挖潛與研發625
311原有材料的挖潛625
312新材料的研發626
32團隊建設626
321學習型團隊626
322綜合型人才626
參考文獻627

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