[發明專利]核電螺栓生產工藝

有效

• 申請號: 201010552945.6
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN102072234A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 葛少輝;葛海泉;戴建海;肖建敏
• 申請（專利權）人: 浙江高強度緊固件有限公司
• 主分類號: F16B35/00
• 分類號: F16B35/00
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明涉及緊固件的生產工藝，特別與一種符合核電1、2、3級設備要求的核電螺栓生產工藝有關。

背景技術

核電站是利用一座或若干座動力反應堆所產生的熱能來發電或發電兼供熱的動力設施。核電站中所用的燃料是鈾，用鈾制成的核燃料在“反應堆”的設備內發生裂變而產生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶著發電機一起旋轉，電就源源不斷地產生出來，并通過電網送到四面八方。

為確保核電站的安全，從設計上、管理上應采取所能想到的最嚴密的防御措施。所以用于核電設備中的緊固件從強度、硬度和抗沖擊力各方面要求都十分苛刻，對于需要符合核電1、2、3級設備的緊固件，其現有生產工藝無法滿足要求。

發明內容

本發明的目的在提供一種核電螺栓生產工藝，以滿足核電1、2、3級設備要求。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案：

核電螺栓生產工藝，采用42CrMoE鋼材作為原材料，通過坯件制備——熱處理——表面處理——探傷檢驗，其中原材料42CrMoE化學成分為中Mn質量百分比0.75％～1.00％。

所述的原材料42CrMoE化學成分質量百分比為：C含量0.38％～0.48％，Si含量0.10％～0.40％，Mn含量0.75％～1.00％，P含量≤0.025％，S含量≤0.015％，Cr含量0.80％～1.15％，Mo含量0.15％～0.30％，余量為Fe。

所述的坯件制備包括原材料生產檢驗、下料、平面倒角、磨螺紋坯徑、滾壓螺紋。

所述的熱處理工藝對＜0.5M的螺栓和≥0.5M的螺栓分別進行淬火和回火處理；

1、淬火，長度＜0.5M的螺栓，在網帶爐中進行淬火，淬火溫度在850～880℃，優選850～870℃，保溫時間≥2小時，淬火介質為合金鋼淬火油；長度≥0.5M的螺栓，采用井式爐淬火，淬火溫度在850～880℃，淬火介質為機械油，保溫時間≥2.5小時；

2、回火，長度＜0.5M的螺栓，在網帶爐中進行回火，回火溫度溫度在600～680℃，優選620～650℃，保溫時間≥2小時；長度≥0.5M的螺栓，采用井式爐回火，回火溫度在600～660℃，時間≥3小時。

所述熱處理后，對螺栓坯件進行硬度檢測，選出硬度最高和硬度最低各一個螺栓進行常溫拉伸、350℃屈服強度、HB硬度三類力學性能檢測，其中螺栓直徑≥15mm，增加0℃AKV沖擊檢測；具體檢測標準如表1所示；檢測不符合標準的重新進行一次完整熱處理，仍不符合標準則報廢處理。

表1：力學性能檢測標準

所述的表面處理是錳磷化處理，錳磷化層厚度在5～10μm，優選6μm，錳磷化后要經過目測檢測，除去錳磷化層脫皮現象的產品，最后在磷化層表面再涂上二硫化鉬。

所述的探傷檢驗包括磁粉探傷和超聲波探傷；螺栓直徑≥25mm，進行磁粉探傷檢測；螺栓直徑≥50mm進行超聲波探傷。

當磁粉探傷檢驗時，出現下列情況則不允許驗收：

1、線性缺陷顯示；2、尺寸超過3mm的圓形缺陷顯示；3、間距小于3mm的三個或者三個以上排列成一直線的缺陷顯示，或者間距在3mm～6mm之間，分布長度超過15mm之間的缺陷顯示。

其中，兩個相鄰缺陷顯示的間距小于較小缺陷長度的兩倍時，可視為一個缺陷顯示。該缺陷顯示的累計長度等于兩個缺陷顯示長度之和再加上兩者之間的間距。

當超聲波探傷檢驗時，當螺栓做為承壓邊界的一部分時，檢測時相鄰兩次掃查之間的重疊應至少為探頭掃查寬度的20％。

表2：超聲波記錄準則

最后經探傷合格的螺栓套入螺紋網套進行保護包裝。

采用上述方案后，本發明的有益效果是：本發明中采用的原材料中42CrMoE中Mn質量百分比為0.75％～1.00％，比傳統鋼材中Mn質量百分比(0.5％～0.8％)高，因為錳元素在煉鋼過程中，是良好的脫氧劑和脫硫劑，錳元素較高的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，但是隨著錳含量的增高，會減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。因此本發明采用的原材料只是適當增多一點錳含量，這樣的情況下只會提高鋼材的強度、淬透性，改善鋼的熱加工性能，而不會減弱鋼材的抗腐蝕能力，這比傳統的鋼材有突破性的提高。