国家标准计划《核电厂用大尺寸金属材料构筑成形技术要求》由 TC58(全国核能标准化技术委员会)归口,TC58SC3(全国核能标准化技术委员会反应堆技术分会)执行 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国科学院金属研究所 、中国原子能科学研究院 、上海核工程研究设计院有限公司 、中国核动力研究设计院 、中国广核集团有限公司 、二重(德阳)重型装备有限公司 、伊莱特能源装备股份有限公司 、鞍钢股份有限公司 、山西太钢不锈钢股份有限公司 、核工业标准化研究所 。
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| 27.120 核能工程 |
大锻件是重大装备的核心部件,其制造能力是衡量一个国家工业水平的重要标志。
大锻件通常采用百吨级及以上大铸锭制备,大锻件的质量主要取决于大铸锭的品质。
由于金属凝固过程存在尺寸效应,规格越大的铸锭凝固越慢,宏观偏析、缩孔疏松等冶金缺陷越严重,加速冷却、外场处理等常规手段难以克服,这已成为世界性难题,迫切需要变革性技术。
金属构筑成形技术是由我国科研人员在国际上原创的一项低成本高品质新型增材制造技术,该技术突破了传统的“以大制大”思路局限,采用均质化程度高、品质稳定的连铸坯作为原料,通过“基元构筑、以小制大”,巧妙地解决了大锻件的均质化制备难题。
在国家重点研发计划和核电重大专项的支持下,经过10余年的研发及工程示范应用,目前该技术已成功应用于示范快堆大型构件的制造,完成了压水堆压力容器大锻件样件研制与评定,并已实现海上风电法兰、水轮机主轴、水泥回转窑轮带等大型构件的批量生产应用。
在此基础上,评价了近服役条件下若干大锻件构筑界面的力学性能,建立了关键材料与大锻件的考核体系和评价标准。
技术已获授权专利30余项,其中核心专利“金属构筑成形方法”获得第二十二界中国专利金奖。
成果成功在多家企业转化实施,“先进能源装备大锻件均质化构筑成形技术”项目获得2021年度辽宁省科学技术发明一等奖,标志着该技术已日臻成熟,成为若干重大装备核心部件制造的首选方法。
可以预见,未来该技术将广泛推广应用到风电、火电、燃机、舰船等领域,为推动我国高端装备的快速发展,保障核心材料的自主可控发挥重要作用。
标准围绕我国自主创新的金属构筑成形技术开展,以把这项变革性技术尽快应用推广到核电装备上为主要目的。
标准建立和应用后,预期将大幅提高核电厂部件的制造质量与产品稳定性,降低生产成本,解决长期困扰大型部件高品质制造的世界性难题。
通过本标准项目的实施,力争未来将该项原创技术打造成为国际标准。
本标准规定了核电厂用大尺寸金属材料构筑成形的原材料、工艺程序、质量保证和质量证明文件。 本文件适用于采用金属构筑成形生产的核电厂用大尺寸金属材料锻件的加工制造。