弯孔类核电主管道取棒加工技术探究--中国期刊网

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弯孔类核电主管道取棒加工技术探究

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：王贤

[导读] 摘要：主管道是核电站工程的重要部件之一，弯孔类主管道的制造是业内人员不断探究的共同话题，主管道取棒加工成效直接关系着管道施工过程安全性、施工寿命。笔者通过查阅文献资料、总结生产实践经验，较为详细的论述了主管道取棒加工工艺流程及技术要点，以供同行参考借鉴。

        核工业工程研究设计有限公司北京 101300
        摘要：主管道是核电站工程的重要部件之一，弯孔类主管道的制造是业内人员不断探究的共同话题，主管道取棒加工成效直接关系着管道施工过程安全性、施工寿命。笔者通过查阅文献资料、总结生产实践经验，较为详细的论述了主管道取棒加工工艺流程及技术要点，以供同行参考借鉴。
        关键词：核电站；主管道；取棒加工；弯曲内孔；工艺技术
        引言
        从宏观上，可以将弯孔类核电主管道细化为长直段、弯头段两段，因为弯孔长度较为短小，故而对于该段通常会使用机械加工法制造成型。但因为存在着弯头段，很可能造成直段内孔套棒加工工序结束后，弯头端很难实现顺利取棒[1]。为应对以上情况，优化弯孔类核电主管道整体加工制造效果，为我国核电事业壮大发展提供更强大支撑，本文重点探究了弯孔类核电主管道取棒加工相关技术。
        一、核电主管道弯曲内孔的介绍
        在核电项目中，主管道是一种用于输送冷却剂的管道，2000年之前国内大亚湾、秦山核电站主要从国外引进主管道，成本高且后期运维时受到他国的技术垄断，这在无形中对我国核电事业发展形成一定约束。三洲川化机核能设备有限公司是我国第一个有能力制造预制核电主管道的厂家。
        分析核电主管道，其对内在质量、几何尺寸精度均提出高标准，明确要求其化学构成、机械特性、晶相、射探等均要符合法国RCCM标准，且制造阶段应规避铁素体、路元素及硫的污染。针对弯曲内孔的加工，大魔法是最原始工法。参照RCCM标准，为确保主管道的加工质量，内外圆一定要去除部分余量。参照铸造毛坯件的现状，内外圆需要去除约20mm[2]。外圆弯曲表面操作较简单，利用立车按线找正后做车削，并留下部分修磨余量。但是不能用机加工法处理内孔弯曲面。当下国内尚未研发加工弯曲内孔的设备与方法，故而只能选择打磨法处理。该种工法看似简单，但现实操作难度较高，比如内孔空间狭小，不方便打磨操作，工效很难提高；磨削力不可过大、连续磨削时间也不可过长，否则会引起过烧情况等。
        二、取棒加工工艺研究
        （一）找正基准
        由于工件长直段、弯管段弯曲内圆中心线处于同个平面中，外加初期工件形成了热处理效应，其外表层存有黑皮与形变状况难以完全规避。鉴于如上状况，建议在正式加工前，工人一定要于工件弯曲段余量范畴中铣洗并找正基准，以上过程中要加强对扭摆、水平找垂直找正带三个自由度的控制。以上是取棒加工制造中的重要一环。加工处理后对基准面进行找正，能够为取棒加工工序推进、后期精细制造弯管段内孔与中间各工管嘴之前装夹找正创造便利条件。
        需要准确设定弯管段弯孔中心。之所以在加工中作出这一决策，主要是由于大部分工件弯管段被包裹在方头余料中，准确设定弯管段弯孔中心是取棒操作减少或规避对工件成品形成损伤。具体是把弯孔弯曲初始点/线设定为基准，数控走弯曲半径（R）值与弯头中心，最后和弯曲段总长斜面相交位置就是弯头端弯孔X向中心（为了能够更便捷、精确的打表定该中心点，建议使用加工余量，基于对称铣X朝向中心赵正凹槽）[3]。采用外径千分尺精确检测出基准圆直径，并详细记录基准圆所处方位，利用水平找正带通过打表形式录入和基准外圆之间形成的偏差，用于设定弯头端弯孔Y方向中心。
        （二）检测验证找正数据
        因本课题因为工件是异形结构，锦衣任一依次装夹找正处理碧玺药做到一次成功且精确无误，故而在正式加工制造弯管段弯孔时，需要增设依次激光三维检测操作，用于检测验证装夹找正以及以上基准加工成品的准确性。在准备工作完善后，工作人员需要规范使用激光跟踪仪复测工件的真实找正状况、端面余量等信息。利用仪器能直接度量出弯曲角度，而针对两侧端端面余量，需要依赖CAD作图过程间接获得，其涉及到圆头端、弯头段端面余量值。通过比较实测值和CAD包容模拟数，能够真切的呈现出找正以后存在的偏差。
        （三）弯孔数控半精加工并要贯通中心芯棒底端
        开始加工制造前期先利用粗加工工艺把弯头段内圆粗铣为数个随型台阶孔，为确保其能贯通值芯棒底部，且不会工件成品造成损伤，需对弯曲段弯孔表面留量进行拟合与曲面加工，故而选用了UG软件数控编程，为降低装夹找正频次，提升加工工效，故而决定使用两次装夹找正的加工方案。
        首先，加工芯棒底1/2侧。实施收个数控程序，原点X、Y向均处于首个台阶孔中心，而Z向在台阶孔外端面，历经对刀过程后一定要空走刀用于检测验证程序是否准确，而后才可以加工。最后加工弯管内孔直到弯管底部并实现和X轴正面侧大范围贯通。其次加工贯通芯棒底端其余位置。在第二个数控程序实施前，需对工件进行再旋转找正装夹，促使镗杆主轴与工件长直段中心点两者成角为10°，找正结束后，实施第二个数控程序，贯通芯棒底端其余位置。最后，掌握快捷捕获空间对刀原点的方法。刀具初始点在同个方位上，实质就是断面孔的圆心，因第二个程序实施之前已经把工件做

10°的旋转装夹找正处理，故而相对于刀具来说，程序原点已从之前的平面点转变成当前的空间点。第二个程序实施前，可以参照如下方法精确、快捷的捕获到数控程序原点，落实对刀操作任务：在对工件进行旋转前，将端面孔设定为中心，画出该孔中心相对于机床在X、Y方向的十字中心线。而后旋转工件并联合使用找正带找正结束以后，借用端面上前期制作出的位点，便能够顺利的探寻到数控原点X、Y向各自坐标值。因对工件做了旋转处理，无法通过直接对刀形式获得Z向坐标值，故而遥利用间接对刀过程获得该值（见图1）[4]。

        图1   空间对刀过程图示
        基于图1内的三步骤能精确设定出Z方向的坐标点。此时X、Y、A各程序坐标点均明确化，整体确定下来后就可以开始实施第二个程序。但是本工件历经调制热处置以后，获得的为贝氏体回火组织+少许回火索氏体，并且存有不同程度的条带样偏析。该种组织的抗冲击性、韧性均不高。针对以上情况的形成原因，可以做出如下表述[5]：（1）淬火处理缺乏时效性；（2）同时进行淬火的试样繁多；（3）未能实现对先后淬火试样时间间隔的控制，过于短暂；（4）未能规范使用冷却介质等。
        三、结语和建议
        整体分析本课题检测分析结果，我们可以认定：历经本操纵杆调质处理后获取到的回火索氏体综合性能偏差，且有上贝氏体产出，该种组织铁素体调粗糙宽大，碳的过饱和度处于较低水平，这是造成工件韧性不高的主要一纳音，增加了材料断裂、失效状况发生的风险。从本质上分析，热处理工艺对组织状态起到决定性作用，这就预示着调质热处理工序存在不足是造成工件产品断裂失效的罪魁祸首。外加本产品的强度与硬度稍高，塑性偏低，预示着其回火稳定并不高。
        故而，建议在实践中英加强调质热处理工序，确保淬火处理的时效性，科学调控淬火时间间隔，有针对性的整顿淬火介质，力争加工出综合性能优良的调质组织。
        参考文献：
        [1]侯振国.长输管道GIS数据处理探讨[J].建筑与预算，2020，47（09）：45-48.
        [2]陆阳，张小强，蒋庆梅，张科.自动焊在某管道工程连续水域地段的应用[J].焊接技术，2020，49（09）：101-103.
        [3]靳孝义，朱德才，钟华.不同热处理保温时间下P280GH管道自动焊焊接接头性能研究[J].焊接技术，2020，49（08）：19-25.
        [4]王国辉，王陆军，王昂.非开挖修复技术在城市排水管道更新改造工程中的应用[J].市政技术，2020，38（S1）：109-112+116.
        [5]吉章红.加氢装置用奥氏体不锈钢管道焊后热处理问题[J].设备管理与维修，2020，47（12）：144-145.