核电站钢制安全壳SA-738 Gr.B钢免除焊后热处理探讨

CAP1400项目用钢制安全壳采用的是SA-738 Gr.B,筒体段壁厚为52 mm。ASME BPVC Section 3Division 1 Subsection NE-2007标准规定SA-738 Gr.B板材免除焊后热处理的最大壁厚为44 mm。焊后热处理的问题主要是现场电功率不足、施工难度和风险大。本文进行了52、44 mm SA-738 Gr.B钢板交货态的力学性能对比及52mm对接接头焊态、焊后热处理态的对比。试验结果表明,52、44 mm厚母材交货态的力学性能相当,52 mm厚SA-738 Gr.B母材焊后热处理前后的断裂韧性相当。焊后热处理后焊接接头的力学性能降低,对52 mm厚板材手工电弧焊接接头免除焊后热处理是可行的。     

AP1000钢制安全壳熔化极气体保护焊工艺

对AP1000钢制安全壳用钢SA-738Gr.B的焊接性进行了研究,并按某AP1000核电项目钢制安全壳技术要求对SA-738Gr.B厚板进行了焊态和焊后热处理状态下的焊接工艺评定,试验结果表明,各项技术指标均满足要求,证明所选用的焊接方法、焊接材料、焊接及热处理工艺正确合理。     

钢制安全壳熔化极气体保护自动焊接工艺研究

低合金高强度钢SA738Gr.B首次应用于第三代核电AP1000钢制安全壳中,采用ER90S-G专用焊丝对SA738Gr.B钢板自动焊焊接工艺进行了研究,并进行了产品模拟试验。试验结果表明,热输入在12～29 kJ/cm范围内焊接接头的冲击性能均满足安全壳的技术要求,并在该热输入范围内进行了1G,2G,3G焊接位置的自动焊焊接工艺评定,各力学性能均满足技术要求。在最优工艺前提下,通过组对间隙、错边量以及焊缝收缩量的试验找出最优自动焊焊接工艺参数并应用到产品模拟件中,各力学性能也均满足技术要求。     

SA738 Gr.B焊接工艺研究

结合ASME焊接标准和先进压水堆钢制安全壳设计技术要求,对某大型先进压水堆核电站钢制安全壳用SA738 Gr.B钢板进行了热处理工艺条件下和非热处理条件下的焊接工艺性能试验研究。试验证明,采用的焊材、焊接工艺参数及焊后热处理工艺能够满足SA738 Gr.B钢板的焊接成型技术要求。     

一种新型材料在三代核电钢制安全壳上的应用

安全壳主要用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去,以保护公众免遭放射性物质的伤害.发生罕见的反应堆一回路水外逸的失水事故时,安全壳是防止裂变产物释放到周围的最后一道屏障.安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器,顶部呈半球形.文中主要探讨如何通过控制SA-738 Gr.B:中、低温压力容器用热处理的碳锰硅钢板在钢制安全壳制造过程中的设计、制造、安装、检验和试验等过程来保证安全壳及非能动安全壳冷却系统功能的实现.     

不同焊后热处理制度下核安全壳用SA-738Gr.B钢板组织和力学性能研究

SA-738Gr.B钢板是采用第三代核电技术AP1000建造的压水核反应堆钢质安全壳所需材料。文章对比分析了不同模拟焊后热处理制度对SA-738Gr.B钢板力学性能和微观组织的影响。结果表明,钢板经模拟焊后热处理后,钢板的强韧性都会有一定程度的降低,塑性升高。随着模拟焊后热处理温度的升高、保温时间的延长,强度降低、韧性降低尤其是低温韧性下降明显,塑性略微升高。造成这种现象的主要原因是模拟焊后热处理过程中位错密度的降低以及新老析出相的共同聚集长大,基体位错密度越低,合金元素析出越多,第二相粒子聚集长大越明显。与延长保温时间相比,提高模拟焊后热处理温度对钢板性能的影响更明显。     

核电站钢制安全壳SA-738 Gr.B的焊接工艺

介绍了SA-738 Gr.B焊接工艺研究所用的工艺评定标准和焊接工艺方法以及焊接材料选择等,然后介绍了工艺试验的目的、试验难点、试样制备及方法,最后分析了SA-738 Gr.B钢的横焊位置的工艺评定试验结果。结果表明,施工单位拟定的焊接工艺参数能够焊接出符合要求的焊接接头,拟定的焊接工艺正确可行。     

工艺参数对SA738Gr.B钢焊接接头组织及力学性能的影响

SA738Gr.B是低合金高强度钢,首次应用于AP1000核电钢制安全壳,研究采用ER90S-G专用焊丝80%Ar+20%CO_2气体保护焊进行接头性能试验。试验结果表明,热输入量在1.2~2.0 kJ/mm范围内焊接接头的拉伸和冲击性能均满足安全壳的技术要求,焊缝组织以细小均匀针状铁索体为主、热影响区以贝氏体为主;焊后600℃,保温10 h热处理对接头的微观组织及力学性能的影响不大。     

核电站钢安全壳SA738Gr.B钢SH-CCT曲线的测定及分析

基于焊接热模拟技术,采用膨胀法利用Gleeble-3500热模拟机对核电站钢安全壳SA738Gr.B钢的焊接热影响区连续冷却转变(SH-CCT)曲线进行了测绘,并结合其金相组织及维氏硬度等进行了分析研究。本研究为SA738Gr.B钢焊接工艺的正确制定提供了依据。     

钢制安全壳焊后热处理工程应用与建议

根据钢制安全壳的结构尺寸、建造方式和焊后热处理要求,分析对比了适宜钢制安全壳焊后热处理的加热方式,并通过应用证明了局部焊后热处理的可行性。结合工程经验,提出了推动厚度小于60 mm的SA-738 Gr.B钢板免除焊后热处理,或采用超声波冲击处理代替焊后热处理的建议。     

消除应力热处理对SA738Gr.B钢离子辐照性能的影响

利用离子辐照模拟中子辐照效应技术对AP1000安全壳用钢SA738Gr.B进行了高能氢离子辐照,采用透射电镜、聚焦离子束原位技术和正电子湮没技术,研究SA738Gr.B钢(两种热处理状态:淬火+回火态、淬火+回火+消除应力热处理(SR)态)经过高能氢离子辐照的辐照损伤行为。结果表明,在比较明显的辐照剂量下(0.2、0.5和1.0 dpa),钢基体中未观察到气泡、空位团等。两种样品的正电子湮没的寿命变化不大,说明这两种样品在试验所设计的辐照剂量下的微观缺陷变化不太明显。在位移损伤量为0.2~1.0 dpa的高能氢离子辐照下,两种热处理状态的SA738Gr.B/SA738Gr.B(SR)样品均具有良好的抗辐照肿胀能力。其中,在辐照剂量较大(0.5和1 dpa)时,SA738Gr.B样品的正电子寿命长于SA738Gr.B(SR),即SA738Gr.B样品的空位数量比SA738Gr.B(SR)更多,因此SA738Gr.B(SR)钢抗辐照性能更好。     

核电站用钢在热处理工艺下的组织变化及安全性分析

通过研究核电站用SA738Gr.B钢的热处理工艺,分析试样的显微组织和力学性能,确定核电站用SA738Gr.B钢的最佳热处理工艺。结果表明,SA738Gr.B钢的最佳热处理工艺是920℃淬火,保温30 min,之后在630℃下回火,保温60 min。     

针状铁素体对SA738Gr.B钢埋弧焊焊缝金属性能影响的研究

利用研制初期的M公司和R公司两种埋弧焊材,在相同焊接条件下分别埋弧焊接核电站钢安全壳用SA738Gr.B钢。利用光学和扫描电子显微镜探寻组织结构差异,研究焊缝金属冲击功。结果表明:含有大量针状铁素体的焊缝金属组织对微裂纹形成和扩展的阻碍作用较大,可使其冲击功提高。本研究为SA738Gr.B钢埋弧焊材的后续改进提供了依据。目前相关埋弧焊材已研究定型,正在进行用户和第三方国产化评估试验。     

核电站钢制安全壳用SA-738Gr.B钢的焊接工艺评定

介绍了焊接工艺评定标准、焊接试样的制备及试验方法。通过焊条电弧立焊工艺试验验证SA-738Gr.B钢的焊接工艺是否满足标准要求。对焊接试样进行了无损检测、力学性能试验、宏微观形貌观察及化学成分分析。结果表明,采用拟定的工艺参数焊接的接头各项性能能够满足标准要求。     

核电站用特宽特厚SA-516Gr.70钢板的开发

通过镍、钒和铌的微合金化以及采用控制轧制、正火处理等工艺方法,鞍钢成功开发出了80 mm厚、5 000 mm宽的SA-516Gr. 70钢板,并对钢板进行了力学性能检测和显微组织分析。结果表明,试制的特宽特厚SA-516Gr. 70钢板的显微组织为均匀细小的块状铁素体和条带状珠光体,晶粒度为9级,具有良好的强韧性。在经过605℃保温15 h的模拟焊后热处理后,钢板的室温抗拉强度为501 MPa,屈服强度为310 MPa,断后伸长率为40%,0℃冲击吸收能量大于200 J,力学性能达到了技术要求。     

SA738Gr.B钢焊接热影响区组织及性能的热模拟试验

采用热膨胀的方法测定了钢制安全壳用钢SA738Gr.B在不同冷却速度下的组织转变,采用GLEEBLE-2000试验机模拟分析了焊接参数对热影响区组织及冲击韧性的影响,进行了实际焊接,验证了与实际组织的相一致性.结果表明,随冷却速度的降低,SA738Gr.B钢板先后发生贝氏体转变、先共析铁素体析出及先共析铁素体+珠光体组织的转变.多层多道焊时,实际热影响区组织以混合组织为主,其基体组织基本符合同冷却速度条件下的热模拟组织,具有较高的抗裂性能.研究结果对生产实践具有较好的参考和指导作用.     

碳含量对SA-508Gr.3钢大锻件组织和性能的影响

研究了碳含量对SA-508 Gr.3钢大锻件的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着碳含量的增加,SA-508 Gr.3钢的贝氏体转变温度降低,M₃C碳化物析出量增加;室温和350 ℃抗拉强度提高,冲击性能先升高后降低,0 ℃冲击断口形貌由混合型断裂转变为韧窝断裂。为使SA-508 Gr.3钢获得较好的综合性能,碳含量应控制在0.19%~0.22%(质量分数)。     

SA 738 Gr.B焊接接头力学性能

通过对SA-738 Gr.B采用SMAW(手工电弧焊)和GMAW(熔化极气体保护焊)的焊接接头进行焊态和焊后热处理态力学性能、组织结构分布特征对比分析研究,发现提高焊接热输入会降低焊接接头的冲击性能。随着热处理的进行,焊缝经历了回复、再结晶等变化过程,同时,焊缝和SMAW热影响区晶粒中夹杂物元素向晶界聚集,降低晶界结合能,导致焊缝和热影响区冲击韧性降低。     

正火工艺对船板钢性能影响的初步研究

正火工艺通过细化晶粒,均匀组织,改善组织缺陷,提高钢板的综合力学性能.对D36船板钢的热轧态和正火态进行力学性能试验及组织观察,结果表明,采用适当的正火工艺可以显著改善D36船板的韧性,而强度下降不是很明显,可获得综合力学性能较好的钢板.     

SA-765GrⅢ低温钢厚壁锻件封头成型温度研究

对SA-765GrⅢ低温钢压力容器厚壁封头热成型加热温度进行了研究和探讨。试验结果表明：成型温度越低,越有利于晶粒细化;温度过低时由于压机设备限制成型困难;成型温度过高,晶粒有明显长大现象。当成型温度不高于1 000℃时,SA-765GrⅢ钢的力学性能可以通过后续标准热处理获得改善。