[发明专利]异型管件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道制造领域，尤其涉及一种异型管件的制造方法。

背景技术

承压、耐腐蚀的管道是核电、石化等工业设施中的重要组成部件。反应堆冷却剂主管道(简称主管道)是核岛内连接反应堆压力容器、蒸汽发生器以及反应堆冷却剂泵的带接管嘴的大直径厚壁钢管。在第二代或二代半核电技术中，主管道的成形制造都是采用离心铸造的方法。我国引进的第三代核电技术AP1000要求主管道采用ASME SA376-TP316LN奥氏体不锈钢材料，并且要求整体锻造成形。第三代核电技术AP1000中所用到的主管道的特点是，结构尺寸大，外直径为φ965mm，内直径φ785mm，名义壁厚82.55mm，并且管壁外部带有两个接管嘴(接管嘴高度为387mm，接管嘴的外直径为616mm)，它们在轴向上间隔一定距离且在周向上呈45°角，属于典型的异型锻件，成形难度大。ASMESA376-TP316LN奥氏体不锈钢材料锻造温度区间窄，温降快，变形抗力大，为锻造进一步增加了难度。

针对AP1000主管道的成形制造，目前国内已公开的方法都是基于自由锻与机加工相结合的方式，例如图1所示。现有的自由锻工艺中，通常具有如下的至少一个特征：

(1)实心钢锭；(2)镦粗；(2)拔长；(3)号印(切分位槽)分料；(4)对分料局部进行拔长形成直管段；(5)对分料局部锻制管嘴实心凸台。

现有的AP1000主管道成形技术主要是通过自由锻的方式从一个实心的铸坯开始进行镦粗、拔长等工序，先加工出具有整个主管道外部轮廓特征的实心直管体，该管体上已成形完两个周向上呈45°角的实心凸台，再通过对此实心管体冷加工切削出管道内孔并对实心凸台镗出管嘴内孔以得到一个中空的直管件，然后再对中空的直管件进行冷弯或热弯成一定角度的弯曲管件。

AP1000主管道成形的难点之一在于管体外壁上的周向呈45°角不共面的两个接管嘴的整体成形，现有技术依靠自由锻的方式对精确控制这两个接管嘴的空间位置较为困难。现有针对AP1000主管道成形方法的共同特征：先采用自由锻造方法预制成具有主管道外部轮廓的实心坯，再对实心坯进行机加工，加工出管体内孔和外圆周、管嘴内孔和外圆周。

现有的AP1000主管道成形技术，对长度不小于5000mm，管内径为785mm的管件内孔成形完全依靠机加工去除材料的方式，因此，这类方法具有明显的不足之处：

(1)，材料利用率很低。先成形实心管体，然后在其内部加工出内孔，被加工去除掉的材料都遭到了浪费，材料未利用率为85％～90％。

(2)，制造周期长，生产效率低。由于管件内孔成形后期完全依赖机加工方法实现，机加工量极大，造成主管道生产周期长。

(3)，产品质量不稳定，废品率高，工艺可重现性不强。这是由于自由锻成形方法自身的特点决定的。

(4)，锻造工艺过程繁复。奥氏体不锈钢316LN的可锻温度区间很小，因此在自由锻的过程中要进行多火次的加热及多道次的拔长等。加热次数过多易引起晶粒尺寸粗大；另外，一旦出现裂纹还要立刻进行裂纹修复。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种异型管件的制造方法，所述制造方法中间加热火次少、材料利用率高、切削余量少、制造周期短、合格率高且质量性能稳定。

根据本发明实施例的一种异型管件的制造方法，包括如下步骤：

S1、在直管件上墩挤，以在其表面上形成第一接管嘴；

S2、对形成有第一接管嘴的直管件进行墩挤，以在其表面上形成第二接管嘴，所述第二接管嘴与所述第一接管嘴沿着周向方向成第一角度；

S3、对形成有所述第一接管嘴和所述第二接管嘴的所述直管件进行弯制，以在所述第一接管嘴和所述第二接管嘴之间形成预定的曲率。

根据本发明的异型管件的制造方法，可以直接成形管件内孔，解决现有技术中依靠机加工手段切削内孔而导致制造周期长、材料利用率较低的问题，且中间加热火次少、切削余量少、合格率高且质量性能稳定。

另外，根据本发明的异型管件的制造方法还具有如下附加技术特征：

所述步骤S1及步骤S2中的镦挤过程均包括：

(a)在直管件上预定接管嘴位置处开有预制孔；

(b)在所述直管件的外部预定接管嘴处放置外模具，在外模具的外部施加支承力；

(c)在直管件两端施加轴向压力使管件端部在轴向压力作用下相向运动，接管嘴在挤压力作用下成形。