[发明专利]一种放射性物品运输容器的制造方法

说明书

一种放射性物品运输容器的制造方法，该运输容器包括内外嵌套设置的长方体形外壳和长方体形内壳，设置在外壳和内壳顶部的密封法兰和外罩盖，以及安装在内壳内部的四个内筒体；该运输容器的制造方法通过整体制造工艺的改进，将高能束焊接工艺应用到了质量要求较高的放射性物品运输容器全部关键焊缝的焊接上，解决了用于运输特定成分范围放射性核燃料运输容器的制造难题，还可推广至其他类似结构形式的放射性核燃料运输容器或者其它危险品运输容器制造上，实现运输容器制造的自主化和规范化，提高了运输容器的质量。

技术领域

本发明属于一种金属材料结构件的制造技术领域，具体涉及一种放射性物品运输容器的制造工艺方法。

背景技术

放射性物品的道路运输历来是世界难题。出于对放射性物品极端事故状态下的保护需求，用于运输放射性物品的专用容器的设计、制造和考核要求异常严格。我国目前正在服役的放射性核燃料运输容器多为国外进口或租用，且部分容器即将达到服役年限。此外，国内新建的一些核燃料厂对放射性核燃料运输容器的需求也极为迫切。基于此，近年我国自主设计了一款用于运输特定成分范围的放射性核燃料运输容器（后续简称运输容器）。该运输容器为多层嵌套式薄壁复杂腔体结构件，结构主材为不锈钢材料，内部设有不同种类功能材料。

嵌套式结构形式对各零部件焊后尺寸精度要求严格，这对焊接变形控制提出较高要求。为满足极端事故状态下放射性物品保护需求，对结构性能尤其是焊接接头性能要求也极高。运输容器主材为线膨胀系数大，电阻率大，热导率低的薄壁不锈钢材料，焊接时特别容易产生焊接变形。传统的钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊等工艺由于技术成熟度高，装配要求低，可靠性好，复杂难焊位置可达性好，质保体系及标准规范较为完善等原因，目前在涉核领域应用广泛。但是这些传统的焊接工艺，往往需要在待焊区域开焊接坡口，导致焊接填充量大，加上传统焊接工艺电弧能量密度不集中，焊接热输入大，导致焊缝综合性能和母材相比有一定损伤，并且焊接变形较为严重，不能满足放射性物品的运输容器制造要求。

以激光和电子束为代表的先进高能束焊接工艺由于热源能量密度集中、可精细化调节、焊缝深宽比大等优点，可以不开坡口完成0.5~100mm以上厚度范围内材料的单道次焊透焊接。与传统焊接工艺相比，单位长度焊缝焊接热输入非常低，对母材损伤小，焊接接头性能优异且从根本上降低了焊接变形。但由于高能束焊接工艺技术操作难度大，对装配尺寸精度要求高，设备昂贵，焊接机头与传统焊接工艺相比复杂庞大，因而焊接可达性较差等因素，在复杂结构件空间焊缝的焊接上难以获得应用，在放射性核燃料运输容器的制造上更是未见先例。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种放射性物品运输容器的制造方法，该方法通过整体制造工艺的改进，将高能束焊接工艺应用到了质量要求较高的放射性物品运输容器全部关键焊缝的焊接上，解决了用于运输特定成分范围放射性核燃料运输容器的制造难题，还可推广至其他类似结构形式的放射性核燃料运输容器或者其它危险品运输容器制造上，实现运输容器制造的自主化和规范化，提高了运输容器的质量。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种放射性物品运输容器的制造方法，该运输容器包括内外嵌套设置的长方体形外壳和长方体形内壳，设置在外壳和内壳顶部的密封法兰和外罩盖，以及安装在内壳内部的四个内筒体；该运输容器的制造方法包括以下步骤：

步骤一、下料

选用金属板材，根据目标外壳、内壳、密封法兰、外罩盖和内筒体的尺寸进行下料，保证下料尺寸精度在±0.5mm以内，且金属板材中厚度不大于3mm的板材采用激光切割下料，厚度大于3mm的板材采用水射流切割下料，制得外壳侧壁料、外壳底板、内壳侧壁料、内壳底板、L型材料、十字板片、密封法兰、外罩盖料、内筒体侧壁板、内筒体底板和内筒体翻边，备用；

步骤二、成型

利用专用的成型模具，采用液压机冷成型的方式，将步骤一制得的外壳侧壁料和内壳侧壁料分别压制折弯成两个U型结构的外壳侧壁件和两个U型结构的内壳侧壁件，将L型材料压制折弯成四个L型材，备用；