[发明专利]制备核电用速度传感器的螺母的方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电用速度传感器的制备领域，尤其涉及一种制备核电用的速度传感器的螺母的方法。

背景技术

核电是清洁高效的能源，目前各国都在大力发展核电技术。在第三代核电AP1000的反应堆冷却剂泵的速度检测系统中，需安装两个速度传感器用于检测反应堆冷却剂泵的速度。速度传感器是与核电安全相关的部件，其性能必须满足核电厂的安全要求，而速度传感器的螺母是速度传感器的核心组成部分，因此，速度传感器的螺母的性能也必须满足核电厂的安全要求。

目前，在制备核电用速度传感器的螺母时，先对螺母基体进行加热使螺母基体受热膨胀，同时使螺母基体上的装配孔张大；然后将装配棒安装到装配孔中，待螺母基体冷却后，装配棒与螺母基体结合为一体。这样制备得到的核电用速度传感器的螺母，螺母基体与装配棒通过机械结合，界面结合效果差。

发明内容

为提高核电用速度传感器的螺母的界面结合效果，本发明提出一种制备核电用速度传感器的螺母的方法，该方法包括如下步骤：

S1、制作所述螺母的螺母基体，且所述螺母基体上设置有装配孔，并对所述螺母基体进行固溶热处理和退火热处理；制作装配棒，并对所述装配棒进行淬火处理和回火热处理；

S2、将所述装配棒安装到所述装配孔中且与所述装配孔间隙配合，并在安装完成后对所述装配孔进行抽真空操作；

S3、采用真空电子束封焊对所述螺母基体和所述装配棒进行焊接，且焊接位置为所述装配棒与所述装配孔的孔壁之间的间隙，并在焊接完成后检验焊缝质量，当焊缝质量满足要求时，进入步骤S4；当焊缝质量不满足要求时，清除焊接形成的焊缝后，重新进行真空电子束封焊直至焊接质量满足要求，进入步骤S4；

S4、对焊接完成的螺母基体依次进行热等静压处理和热处理，得到螺母坯体；

S5、对所述螺母坯体进行机加工，得到所述核电用速度传感器的螺母。

该制备方法采用热等静压工艺对焊接完成的螺母基体进行处理，实现螺母基体与装配棒的紧密连接，且螺母基体与装配棒之间的界面结合强度较高，一般均超过300MPa，甚至可以达到430MPa，且界面处没有裂纹等缺陷，界面结合效果好；采用真空电子束封焊对螺母基体和装配棒进行焊接，从而使螺母基体与装配棒之间的间隙成为真空密封结构，从而为后续的热等静压处理提供真空环境，而不用将螺母基体置于包套内并通过抽真空密封来为热等静压处理提供真空环境，工艺简单方便，且省时省力，从而可降低制备成本。

优选地，在所述螺母基体上设置有应力释放槽，且该应力释放槽围设在所述装配孔的孔口处。进一步地，所述应力释放槽为环形的半圆槽。这样，在采用真空电子束封焊工艺对螺母基体和装配棒进行焊接时，通过位于应力释放槽与装配孔之间的易变形区受焊缝的拉应力作用发生变形而释放掉焊缝的拉应力，从而避免焊缝裂纹的出现，提高焊缝质量和焊接安全性。

优选地，所述螺母的螺母基体的材质为镍基合金，且该镍基合金中各个成分的重量百分数为：镍≥71.55％，铜≤0.53％，铁5.90％～10.10％，锰≤1.03％，碳0.05％～0.16％，硅≤0.53％，铬13.85％～17.25％，硫≤0.018％，钴≤0.05％；所述装配棒的材质为马氏体不锈钢，且该马氏体不锈钢中各个成本的重量百分数为：碳0.05％～0.14％，锰0.22％～0.83％，磷≤0.018％，硫≤0.035％，硅≤0.55％，镍≤0.53％，铬11.35％～13.15％，钴≤0.05％，锡≤0.05％，铝0.06％，钼0.17％～0.63％。

优选地，在所述步骤S1中，对所述螺母基体进行固溶热处理和退火热处理时，固溶热处理的温度为1000℃-1200℃，保温时间为2-5小时；退火热处理的温度为500℃-800℃，保温时间为2-5小时。这样，经固溶热处理和退火热处理的螺母基体的抗拉强度≥485MPa，屈服强度为170MPa～380MPa，延伸率≥30％。

优选地，在所述步骤S1中，对所述装配棒进行淬火热处理和回火热处理时，淬火热处理的温度为900℃-1100℃，回火热处理的温度为600℃-800℃。这样，经淬火热处理和回火热处理的装配棒的抗拉强度≥483MPa，屈服强度≥276MPa，延伸率≥22％，断面收缩率≥50％。

优选地，在所述步骤S3中，所述真空电子束封焊的焊接参数为：聚焦电流2000mA～3000mA，加速电压为120kV～200kV，焊接电流10mA～20mA，焊接速度为5～20mm/s，真空度≤10^-3mbar。