GB/T 40882-2021 第三代核电站主管道锻件 工艺规范

　　ICS 77 . 140 . 85 CCS J 32

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40882—2021

　　第三代核电站主管道锻件 工艺规范

　　Forgingsofmainpipesfornuclearpowerplantofgeneration Ⅲ —

　　Technologicalspecification

　　2021-1 1-26 发布 2022-06-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40882—202 1

　　GB/T 40882—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC 74)提出并归口 。

　　本文件起草单位：二重(德阳)重型装备有限公司、北京机电研究所有限公司、中国核动力研究设计院、中机生产力促进中心、广东韶铸锻造有限公司。

　　本文件主要起草人：沈国钠、孙嫖、周林、翟月雯、刘向红、吴进军、张成婷、毛闯、金红、余跃、陈月明 、尹云峰、王凯、秦思晓、陈爽、聂军刚、石玉萍、尹祁伟、李晶莹。

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　　第三代核电站主管道锻件 工艺规范

　　1 范围

　　本文件规定了第三代核电站主管道管坯锻件(以下简称“锻件”)的工艺流程和工艺编制规范。

　　本文件适用于主截面尺寸(含主管直径及管嘴高度)在 250 mm~2 000 mm、长度尺寸在 1 500 mm~ 10 000 mm 的第三代核电站主管道奥氏体不锈钢锻件。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8541 锻压术语

　　GB 13318 锻造生产安全与环保通则

　　3 术语和定义

　　GB/T 8541 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　主变形火次 primarydeformationheat

　　以锻透压实为目的而进行的镦粗或拔长的变形火次。

　　3.2

　　分料 blankdividing

　　合理分配坯料以适应锻件的横截面积和形状的工步。

　　4 工艺流程

　　根据锻件形状，分为带管嘴及不带管嘴两种结构形式，其典型结构见图 1,锻造工艺流程如下：

　　a) 带管嘴锻件：压钳口、滚圆、镦粗、拔长、制坯、分管嘴料预成形、终锻成形;

　　b ) 不带管嘴锻件：压钳口、滚圆、镦粗、拔长、制坯、终锻成形。

　　注 1 ：带管嘴锻件工艺流程中镦粗、拔长可执行多次。 不带管嘴锻件工艺流程中的压钳口 、滚圆、镦粗步骤可根据实际情况选择是否执行。

　　注 2：工艺流程中的制坯工步，根据各厂家采用的不同锻造工艺方法，可制成实心锻坯或空心锻坯。

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　　单位为毫米

　　a)带管嘴结构锻件

　　b)不带管嘴结构锻件

　　标引序号说明：

　　L — 锻件粗加工总长度(含取样区域);

　　D — 圆形截面直径;

　　H— 管嘴处横截面高度;

　　B — 管嘴横截面宽度;

　　T — 管嘴与主管的台阶差。

　　图 1 典型锻件结构形式

　　5 工艺编制规范

　　5 . 1 锻件图的制定及锻件质量核算

　　5 . 1 . 1 供需双方应通过订货合同、订货图、采购技术规范等相关技术文件，明确产品的各项技术指标要求及检验规程。

　　5 . 1 . 2 锻造余量宜参考粗加工取样图或管坯探伤图，并应根据附录 A 的要求给出，锻件公差宜按不超过余量的三分之一控制，并制定锻件图，管嘴部位宜近形锻造。

　　5 . 1 . 3 计算锻件质量时，不带管嘴的管坯锻件质量补偿系数宜取 1 . 03,带管嘴的管坯锻件质量补偿系

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　　数根据管嘴的数量、距离、高度、角度取 1 . 04~1 . 06 。

　　5 . 2 钢锭的选用原则

　　5 . 2 . 1 锻件宜采用电渣重熔钢锭锻造。

　　5 . 2 . 2 电渣重熔锭参考利用率为 68%~80%。 当一锭多件时，参考利用率应在考虑切口 占料的基础之上再降低约 3%。

　　5 . 2 . 3 电渣重熔钢锭的两端应去除质量较差部分。

　　5 . 2 . 4 电渣重熔钢锭应采用抛磨或机加方式去除表面肉眼可见的裂纹以及影响锻造质量的渣沟、重皮、分层、结疤、毛刺等缺陷，保证表面质量。 取样位置处的尖角应打磨，台阶应圆滑过渡。 应在工艺上明确装炉前检查钢锭表面质量。

　　5 . 2 . 5 锻件火耗系数参考值为每火次 0 . 5%~1 . 0% 。

　　5 . 3 锻造设备的选定

　　锻造设备吨位的选择主要依据工步设计时坯料成形最大截面尺寸，见表 1 。

　　表 1 锻造设备选择参数表

　　5 . 4 加热规范

　　5 . 4 . 1 锻造加热：主变形火次加热温度宜为 1 200 ℃ ~1 220 ℃ 。压钳口火次加热温度可降低 30 ℃ ~ 50 ℃,其余火次加热温度视锻造比而定，不高于 1 200 ℃ 。 当剩余锻造比小于 1 . 2 时，宜按照不大于1 060 ℃保温，具体温度可根据制造厂的设备特点做适当调整。

　　5 . 4 . 2 钢锭及坯料的表面温度小于 550 ℃时，加热规范按附录 B 执行;钢锭及坯料的表面温度不小于550 ℃时，加热规范按附录 C执行。

　　5 . 4 . 3 保温时间按照附录 B或者附录 C 的要求规定如下。

　　a) 第一火次/压钳口火次：钢锭入炉前为冷态的电渣重熔钢锭，保温时间按附录 B 的要求，工艺中应给出冷锭升温曲线。 为提高内外温度均匀性且避免高温区长时间加热，可在 850 ℃至始锻温度间适当增加保温段。

　　b ) 镦粗主变形火次：按附录 C规定的 1 . 5 倍以上执行。

　　c) 主变形后的火次以及最终成形火次：对应变形截面的保温时间范围按附录 C规定的 1 倍 ~1 . 5 倍执行。

　　5 . 4 . 4 锻造前，与锻件接触的工具应进行预热，预热温度一般为 200 ℃ ~300 ℃ 。

　　5 . 4 . 5 锻造温度区间按 850 ℃ ~1 220 ℃控制，低于终锻温度应及时停锻返炉重新加热。

　　5 . 5 锻造比的确定

　　5 . 5 . 1 锻件主截面总锻造比应大于 3,钢锭直接拔长主截面锻造比不足时，应先镦粗再拔长。

　　5 . 5 . 2 对于每火次的锻造比安排和分配应遵循：

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　　a) 各火次变形部位变形量均应大于临界变形量;

　　b ) 对于直接拔长出成品的锻件，考虑其拔长量，每火次拔长锻造比宜不小于 1 . 3 ;

　　c) 为了有足够的变形以保证再结晶的发生，最终成形火次锻造比宜不小于 1 . 2 。

　　5 . 6 制坯

　　5 . 6 . 1 根据操作过程要求和操作机夹持能力确定是否压钳 口，钳口位置可选择钢锭的顶部或底部，钳口轴向分料长度一般为钢锭直径的五分之一 。

　　5 . 6 . 2 镦粗、拔长、分料锻台阶和最终成形的划分应根据该火次锻造的温度区间、最小变形量和工作量综合确定，可设置一火或多火次完成。

　　5 . 6 . 3 第一火次宜设置小压下量整体滚圆工序，以改善钢锭表面皮下铸态组织，增加钢锭表面塑性，减少后续火次表面开裂倾向。

　　5 . 6 . 4 对于需镦粗火次，应控制压下速率缓慢镦粗。

　　5 . 6 . 5 镦粗后可采用滚圆方式拔长，减少带棱角方式的拔长。

　　5 . 6 . 6 每火次都应有必要的吹氧清伤，若出现明显影响锻造质量的裂纹等缺陷时，可将坯料空冷后处理。

　　5 . 7 分管嘴料预成形

　　分管嘴料时，当锻件相邻台阶差不小于 200 mm 时，三角深度按台阶差的一半控制，见图 2,并在锻造时台阶过渡处锻出较大圆角;当锻件管嘴高度较大使得相邻截面面积之比不小于 1 . 8 时，分管嘴料后宜分步锻造出小截面。

　　单位为毫米

　　标引序号说明：

　　h —相邻台阶差;

　　h1 —三角深度，当 h≥200 mm 时，h1 =h/2。

　　图 2 分料上三角示意图

　　5 . 8 终锻成形

　　5 . 8 . 1 应采用较大变形量通拔后小变形量修整的方式终锻成形。

　　5 . 8 . 2 热态锻件的尺寸测量需考虑材料热收缩率，锻件从终锻温度降至室温的热态尺寸线性收缩率可按 1 . 7%~1 . 8%计算，温度高时取上限。

　　5 . 8 . 3 锻后宜进行水冷，以避免锻件最终成形后晶粒继续长大，以及晶界铬的碳化物的过多析出。

　　5 . 9 检查

　　对照锻件图，全面复核锻件尺寸和表面质量。

　　5 . 10 其他

　　安全与环保的要求应符合 GB 13318 的规定。

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　　附 录 A

　　(规范性)余 量 要 求

　　图 A. 1 示意了主管道锻件结构。

　　单位为毫米

　　标引序号说明：

　　D1 、D2、D3 — 锻件不同部位截面的粗加工直径;

　　a —粗加工图基础上的锻造余量。

　　图 A.1 锻件结构示意图

　　表 A. 1 规定了主管道锻件锻造余量。

　　表 A.1 余量要求

　　单位为毫米

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　　附 录 B

　　(规范性)

　　表面温度小于 550 ℃ 的钢锭及坯料锻造加热规范

　　表 B. 1 规定了表面温度小于 550 ℃的主管道钢锭及坯料锻造加热规范。

　　表 B.1 表面温度小于 550 ℃ 的钢锭及坯料锻造加热规范

　　GB/T 40882—202 1

　　附 录 C

　　(规范性)

　　表面温度不小于 550 ℃ 的坯料加热规范

　　表 C. 1 规定了表面温度不小于 550 ℃的主管道坯料返炉加热规范。

　　表 C.1 表面温度不小于 550 ℃ 的坯料加热规范