蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管的组织均匀性调控方法与流程

本发明属于核电，具体涉及一种蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管的组织均匀性调控方法。

背景技术：

1、压水堆蒸汽发生器承担反应堆一、二回路之间的热量传导，负责将一回路高温水的热量通过数千支u型传热管向二回路低温水传导，以此完成热量交换，所以蒸汽发生器是压水堆重要的热量传输设备。在运行过程中，蒸汽发生器传热管可能存在破损情况，需要进行封堵，以保障蒸汽发生器的安全性与可靠性。相比于焊接封堵，机械堵管方式是较为先进的传热管封堵方式。拉拔式机械堵头作为机械堵管的一种方式，具备操作简便、不损伤传热管内壁、封堵后无序机械复杂探伤等技术优点。目前，这种堵管形式已在美国、法国和俄罗斯等核工业发达国家得到广泛应用，使用效果良好。

2、inconel690属于奥氏体基高铬镍合金，具备良好的抗晶间腐蚀、抗晶间应力腐蚀、组织稳定性和加工成型性能，广泛用于石化、危废处理和核电行业的过热器、再热器、反应器等的传热管和本体材料。得益于其突出的抗晶间腐蚀和抗晶间应力腐蚀的材料特点，压水堆蒸汽发生器传热管通常采用inconel690合金，为了保证拉拔式机械堵头与破损传热管的兼容性，避免电偶腐蚀，拉拔式堵头与传热管直接接触的外管同样采用inconel690合金。在实际生产条件下，由于合金元素含量高，inconel690合金外管在热处理后容易出现混晶问题，难以实现晶粒度的多级调控，不能满足复杂工况条件下的传热管封堵要求。凝固偏析是导致inconel690合金外管混晶的主要原因，合金元素在铸态组织中的不均匀分布直接导致加工阶段碳化物的集中析出和带状分布，降低组织均匀性，增大晶粒度级差，引起混晶，给蒸汽发生器的正产运行带来安全隐患。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，提供了一种蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管的组织均匀性调控方法。

2、根据本公开实施例的一方面，提供一种蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管的组织均匀性调控方法，所述方法包括：

3、步骤1，选择inconel690合金的钢锭作为高温均匀化处理的原料；

4、步骤2，高温均匀化处理：钢锭小于500℃装炉，升温过程包含多段保温段，经多段升温至1150℃-1220℃保温20h-60h，炉冷至室温，得到均匀化处理后的钢锭；

5、步骤3，将均匀化处理后的钢锭加工为蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管。

6、在一种可能的实现方式中，在步骤1中选择通过真空感应、电渣重熔或真空自耗任意一种工艺得到的inconel690合金钢锭。

7、在一种可能的实现方式中，步骤2的升温过程中设2-3段保温段。

8、在一种可能的实现方式中，步骤2中的每个保温段时间控制在1h-20h。

9、在一种可能的实现方式中，步骤2的升温过程的总时间控制在15h-60h。

10、在一种可能的实现方式中，步骤2的升温过程的升温速率控制在≤50℃/h。

11、在一种可能的实现方式中，步骤3中蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管外径为10～40mm。

12、本公开的有益效果在于：本公开中，钢锭小于500℃装炉，升温过程包含多段保温，升温过程的总时间控制在15h-60h，升温速率控制在≤50℃/h，有助于实现钢锭的均匀加热，减小钢锭芯部和边缘因温度梯度所致热应力，避免因加热不均或加热速率过高所致热应力开裂。

13、高温均匀化处理温度控制在1150℃-1220℃，保证原子具备扩散迁移能力，同时避免因加热温度过高而引起过烧。

14、高温均匀化时间控制在20h-60h，保证合金元素的充分扩散，缓解凝固偏析，同时保证生产效率，控制生产成本。

技术特征：

1.一种蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管的组织均匀性调控方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中选择通过真空感应、电渣重熔或真空自耗任意一种工艺得到的inconel690合金钢锭。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2的升温过程中设2-3段保温段。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中的每个保温段时间控制在1h-20h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2的升温过程的总时间控制在15h-60h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2的升温过程的升温速率控制在≤50℃/h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管外径为10～40mm。

技术总结本公开属于核电技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器拉拔式机械堵头用外管的组织均匀性调控方法。本公开中，钢锭小于500℃装炉，升温过程包含多段保温，升温过程的总时间控制在15h‑60h，升温速率控制在≤50℃/h，有助于实现钢锭的均匀加热，减小钢锭芯部和边缘因温度梯度所致热应力，避免因加热不均或加热速率过高所致热应力开裂。高温均匀化处理温度控制在1150℃‑1220℃，保证原子具备扩散迁移能力，同时避免因加热温度过高而引起过烧。高温均匀化时间控制在20h‑60h，保证合金元素的充分扩散，缓解凝固偏析，同时保证生产效率，控制生产成本。技术研发人员：宫逸飞,胡卉桦,丁明,刘攀,马颖澈,郝宪朝,李羽航,张龙受保护的技术使用者：中核武汉核电运行技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11