[发明专利]核电热交换器用不锈钢传热管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢传热管的制造方法，具体的说是核电热交换器用不锈钢传热管的制造方法。

背景技术

核能发电作为高效、清洁的环保型能源已经在世界范围内得到了广泛的应用，目前世界上已有450多座核电站并网发电，总装机容量达3.5亿千瓦，占世界总发电量的17％，而且随着石油、煤炭等资源越来越紧缺，核能发电在发电总量中的比重呈现明显的上升趋势，核能发电将成为将来电力行业新的生力军，我国的核电事业也正蓬勃发展。

安全壳喷淋热交换器是安全壳喷淋系统(EAS)的重要设备之一。在发生反应堆冷却剂系统失水事故或安全壳内主蒸汽管道破裂事故工况下，安喷系统通过向安全壳内喷淋冷的含硼水，并通过热交换器的传热管将安全壳内的大量热量导走，从而使安全壳内的温度和压力保证在允许的范围内，保证了安全壳的完整性。由于国内核电发展起步较晚，在热交换器传热管制造技术上是一空白。长期以来，热交换器用传热管完全依赖进口，建设周期长，成本高，极大制约了我国核电事业的发展速度。

为此，国内核电行业欲采用自身技术实现热交换器传热管国产化，但是目前国内具有耐高压、耐腐蚀的热交换器用传热管的制造方法不成熟。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种耐高压和耐腐蚀的核电热交换器用不锈钢传热管的制造方法。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

核电热交换器用不锈钢传热管的制造方法，包括以下步骤：

(1)准备原料管，原料管按重量百分比包含以下组分：≤0.03％的C，≤0.75％的Si，≤2.0％的Mn，≤0.030％的P，≤0.015％的S，18.00～20.00％的Cr，9.00～12.00％的Ni，≤1.00％的Cu，≤0.0015％的B，≤0.20％的Co，复合稀土为15～19％，余量为Fe，

原料在冶炼过程中要求选用精料经电炉冶炼，以减少钢中有害元素的含量，后采用LF+AOD炉精炼，保证钢的纯净度；充分切除铸锭的头尾，进一步保证了钢质的均匀性；采用较高压缩比的热轧变形工艺，提高管坯材质的致密度。热轧后得到的管坯经常规热穿孔工艺(详见双远华主编《现代无缝钢管生产技术》，化学工业出版社，2008)，制得原料管；

(2)通过冷轧设备将原料管冷轧至所需管外径和壁厚的中间坯管，管外径误差±0.50mm，壁厚误差±0.25mm；

(3)通过冷拔设备将步骤(2)中完成的中间坯管进一步冷拔到所需管外径和壁厚的中间半成品管，管外径误差±30mm，壁厚误差±20mm，冷拔过程中，施加低频交变磁场，磁场频率为10～30Hz，功率范围为20～40kW；

(4)将步骤(3)中完成的中间半成品管经冷轧设备冷轧至所需管外径和壁厚的成品直管，管外径误差±0.15mm，壁厚误差±0.10mm，冷拔过程中，施加高频交变磁场，磁场频率为30～50Hz，功率范围为70～90kW；

(5)采用浸泡丙酮的纤维布，并借助高压气枪的压力，压力≥4MP，推进纤维布穿过成品直管内部进行多频次擦拭，进行去油和清洁处理；

(6)将经步骤(5)去油和清洁处理后的成品直管进行保护气氛光亮热处理，保护气氛采用氮气与氢气体积比1∶3的混合气体，光亮热处理后进行矫直处理；

(7)对将经步骤(6)矫直处理后的成品直管无损检测，检测合格后包装入库。

本发明的核电热交换器用不锈钢传热管的制造方法，步骤(2)中，通过冷轧芯棒与环孔型模具尺寸的精密配合对原料管进行冷轧，控制原料管与中间坯管之间的延伸率小于等于3.53。

步骤(2)中，中间坯管还需进行去油、固溶处理、矫直和酸洗处理，其中利用有机溶剂对中间坯管内外表面残余冷轧油的溶解来达到去油效果；在固溶处理时，温度范围一般控制在1050～1120℃；固溶热处理后的中间坯管经多辊矫直机进行矫直，控制管子整体的直度在1.5～3mm/m，在固溶处理后在管子表面产生的氧化皮经5～8％HF与10～15％HNO₃的混合酸酸洗去除。

步骤(3)中，利用冷拔内模顶头与环孔型模具尺寸的精密配合对中间坯管进行冷拔。

步骤(3)中，中间半成品管还需进行切头、去油、固溶处理、矫直和酸洗处理，切除冷拔过程中与卡具相连的端部(切头)，以保证下一步骤冷轧的进行；去油、固溶处理、矫直和酸洗工艺与步骤(2)中一致。

步骤(4)中，利用冷轧芯棒与环孔型模具尺寸的精密配合对中间半成品管进行冷轧，控制中间半成品管与成品直管之间的延伸率小于等于2.97。