[发明专利]一种高同心度马氏体不锈钢无缝管材的制造方法

说明书

本发明公开一种高同心度马氏体不锈钢无缝管材的制造方法，包括以下步骤：棒坯加工；钻中心通孔；精密镗制中心孔；精车外圆保证同心度；第一道次冷轧；冷轧管的清洗；轧后管材的退火；下一道次冷轧；轧后管材的成品热处理；成品管的精整；成品管无损探伤。该制造方法简便实用、成本合理、性价比好，且成品X12Cr13马氏体不锈钢管材的同心度高，能保证各项性能完全满足使用要求，适合批量化生产。

技术领域

本发明涉及金属管材制造工艺的技术领域，特别涉及一种用于反应堆控制棒驱动机构用马氏体厚壁不锈钢无缝管材的制造方法。

背景技术

根据我国能源结构调整的需要，国家正积极发展核电产业。目前核电在我国的能源供给中占比还很低，未来具有良好的发展前景。我国已建核电机组的设备国产化比例尚有待提高，一些关键零部件和特殊材料还长期依赖于进口，其中反应堆控制棒驱动机构中的驱动杆用X12Cr13马氏体厚壁不锈钢管就全部依赖进口。

核电站反应堆控制棒驱动机构的驱动杆，其主要功能是带动控制棒组件在反应堆内上下运动，来调节核反应堆的发热功率。驱动杆位于竖直安装的控制棒驱动机构正中心位置，在紧急情况下依靠自重力而垂直下落，可快速地把控制棒组件插入反应堆堆芯以实现紧急停堆。由此可见，如果驱动杆管材的同心度不好，会导致驱动杆的设计几何中心与实际重心出现偏差，从而使得驱动杆在竖直下落时产生偏斜，将增大附加摩擦而减缓紧急落棒的速度，对反应堆安全停堆带来不利影响。

目前驱动杆所用的X12Cr13马氏体厚壁不锈钢无缝管材总长为7～8米，外径44.5～45mm，内径13～22mm，直线度要求全长小于等于4mm，外圆上车有环形槽与钩爪啮合，以完成提升和下降动作，因此要求驱动杆的材料既具有高强度、高韧性、硬度控制恰当，有很好的耐磨性，又要求该管材具有较高的同心度，并且材料的制造工序简便、成本合理。

与一般不锈钢管材相比，驱动杆用X12Cr13马氏体厚壁不锈钢无缝管材无论在材料性能及加工处理环节上都有很大不同，对制造设备和技术工艺都有严格要求，国内长期不能自主供货，以致于目前国内核电站反应堆控制棒驱动机构的驱动杆全是采用的是进口管材。而进口管材采用的是马氏体不锈钢坯料热挤压工艺进行生产，特点是成形快速高效、机械性能良好，但存在成品管的中心孔质量较差、同心度不好(最大壁厚差达1～1.5mm)等不足。

随着我国对新建核电项目国产化要求的不断提高，国内对驱动杆管材也开展了国产化研究并取得了一些进展，如申请号CN201010151820.2《核反应堆控制棒驱动机构驱动杆1Cr13厚壁管材的制备》、申请号CN201410038763.5《核电站控制棒驱动机构驱动杆及其制备方法》、申请号CN201510872110.1《核电站反应堆控制棒驱动机构12Cr13管坯的制造方法》都曾进行过相关试制工作。

但上述现有技术中，申请号CN201010151820.2和CN201410038763.5均采用热穿孔成型的工艺，仍然存在荒孔内壁质量和壁厚均匀性差、容易偏心等缺点，其成品管的最大壁厚差依然在1mm左右。为避免热穿孔成型工艺带来的缺点，申请号CN201510872110.1的方法是将外径大于Φ100mm的棒坯通过多道次轧制，直接轧成外径为Φ45mm的成品尺寸细长实心棒。但这样就要求驱动杆在加工时，须用特种钻头钻削出内径为Φ13.5～22mm的7米长深孔，并要求保持全长的壁厚均匀。由于此深孔的长径比已达400左右，这是难度极高的深孔加工，中心孔质量较差，普遍存在钻孔时留在中心孔表面的螺旋状划伤、细微裂纹及对接错边等各类中心孔缺陷，且成品管的最大壁厚差约为1～2mm，同心度不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种高同心度马氏体不锈钢无缝管材的制造方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供的一种高同心度马氏体不锈钢无缝管材的制造方法，包括以下步骤：