[发明专利]核电螺栓生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及紧固件的生产工艺，特别与一种符合核电1、2、3级设备要求的核电螺栓生产工艺有关。

背景技术

核电站是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。核电站中所用的燃料是铀，用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。

为确保核电站的安全，从设计上、管理上应采取所能想到的最严密的防御措施。所以用于核电设备中的紧固件从强度、硬度和抗冲击力各方面要求都十分苛刻，对于需要符合核电1、2、3级设备的紧固件，其现有生产工艺无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在提供一种核电螺栓生产工艺，以满足核电1、2、3级设备要求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案：

核电螺栓生产工艺，采用42CrMoE钢材作为原材料，通过坯件制备——热处理——表面处理——探伤检验，其中原材料42CrMoE化学成分为中Mn质量百分比0.75％～1.00％。

所述的原材料42CrMoE化学成分质量百分比为：C含量0.38％～0.48％，Si含量0.10％～0.40％，Mn含量0.75％～1.00％，P含量≤0.025％，S含量≤0.015％，Cr含量0.80％～1.15％，Mo含量0.15％～0.30％，余量为Fe。

所述的坯件制备包括原材料生产检验、下料、平面倒角、磨螺纹坯径、滚压螺纹。

所述的热处理工艺对＜0.5M的螺栓和≥0.5M的螺栓分别进行淬火和回火处理；

1、淬火，长度＜0.5M的螺栓，在网带炉中进行淬火，淬火温度在850～880℃，优选850～870℃，保温时间≥2小时，淬火介质为合金钢淬火油；长度≥0.5M的螺栓，采用井式炉淬火，淬火温度在850～880℃，淬火介质为机械油，保温时间≥2.5小时；

2、回火，长度＜0.5M的螺栓，在网带炉中进行回火，回火温度温度在600～680℃，优选620～650℃，保温时间≥2小时；长度≥0.5M的螺栓，采用井式炉回火，回火温度在600～660℃，时间≥3小时。

所述热处理后，对螺栓坯件进行硬度检测，选出硬度最高和硬度最低各一个螺栓进行常温拉伸、350℃屈服强度、HB硬度三类力学性能检测，其中螺栓直径≥15mm，增加0℃AKV冲击检测；具体检测标准如表1所示；检测不符合标准的重新进行一次完整热处理，仍不符合标准则报废处理。

表1：力学性能检测标准

所述的表面处理是锰磷化处理，锰磷化层厚度在5～10μm，优选6μm，锰磷化后要经过目测检测，除去锰磷化层脱皮现象的产品，最后在磷化层表面再涂上二硫化钼。

所述的探伤检验包括磁粉探伤和超声波探伤；螺栓直径≥25mm，进行磁粉探伤检测；螺栓直径≥50mm进行超声波探伤。

当磁粉探伤检验时，出现下列情况则不允许验收：

1、线性缺陷显示；2、尺寸超过3mm的圆形缺陷显示；3、间距小于3mm的三个或者三个以上排列成一直线的缺陷显示，或者间距在3mm～6mm之间，分布长度超过15mm之间的缺陷显示。

其中，两个相邻缺陷显示的间距小于较小缺陷长度的两倍时，可视为一个缺陷显示。该缺陷显示的累计长度等于两个缺陷显示长度之和再加上两者之间的间距。

当超声波探伤检验时，当螺栓做为承压边界的一部分时，检测时相邻两次扫查之间的重叠应至少为探头扫查宽度的20％。

表2：超声波记录准则

最后经探伤合格的螺栓套入螺纹网套进行保护包装。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：本发明中采用的原材料中42CrMoE中Mn质量百分比为0.75％～1.00％，比传统钢材中Mn质量百分比(0.5％～0.8％)高，因为锰元素在炼钢过程中，是良好的脱氧剂和脱硫剂，锰元素较高的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，但是随着锰含量的增高，会减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。因此本发明采用的原材料只是适当增多一点锰含量，这样的情况下只会提高钢材的强度、淬透性，改善钢的热加工性能，而不会减弱钢材的抗腐蚀能力，这比传统的钢材有突破性的提高。