核电用无缝钢管生产工艺

扬州诚德钢管有限公司委托苏州热工研究院有限公司对试制生产的核电常规岛用WB36CN1、P22高压无缝钢管进行管道焊接性及焊接工艺评定、钢管弯管工艺评定。扬州诚德钢管有限公司采用斜轧穿孔+冷拔定径工艺生产的核电用WB36CN1、P22无缝钢管表面质量、几何尺寸和理化性能等指标均满足GB24512.2-2009《核电站用无缝钢管第2部分：合金钢无缝钢管》的技术要求，在同类钢管中处于领先水平。
　　1、焊接工艺评定
　　试验内容包括WB36CN1钢冷裂纹试验、再热裂纹试验，P22钢冷裂纹试验，WB36CN1钢管TIG/SMAW/SAW组合焊接工艺评定，P22钢管TIG/SMAW、TIG/SMAW/SAW组合焊接工艺评定，焊接工艺评定执行DL/T1117-2009《核电厂常规岛焊接工艺评定规程》。
　　1）WB36CN1钢焊接性及焊接工艺评定试验结果
　　对WB36CN1钢管，进行热影响区最高硬度法、斜Y坡口冷裂纹试验法、插销冷裂纹试验方法的试验，结果显示，预热160℃条件下，热影响区最高硬度低于350HV1、斜Y坡口焊缝表面及截面未发现裂纹、临界断裂应力超过WB36CN1钢的屈服强度，因此预热160℃可防止冷裂纹产生。该预热温度与相关标准中推荐的15Ni1MnMoNbCu钢管预热是一致的。
　　WB36CN1钢在590℃和610℃两个温度下分别保温3h的再热裂纹试验，斜Y坡口焊缝表面和截面均未发现任何形式的裂纹，说明扬州诚德钢管有限公司产WB36CN1钢在580-620℃范围、应力条件下的再热裂纹敏感性不足以导致再热裂纹产生，590℃和610℃两个温度作为焊后热处理的温度是合适的。
　　采用TIG/SMAW/SAW组合焊接方法进行的WB36CN1钢焊接工艺评定结果显示，该钢管匹配进口焊接材料的焊接工艺性能优良，试件经磁粉和射线无损检测合格，焊接工艺质量满足标准要求，经焊接及焊后高温回火后的焊接接头室温强度、高温强度、冲击韧性均满足GB24512.2-2009对原材料的性能要求值，满足DL/T1117-2009要求。焊接接头显微组织为铁素体+贝氏体，微观状态下未发现网状析出特征、未见异常组织出现，接头焊缝、热影响区最高硬度高于母材，但均未超过270HB，符合DL/T1117-2009要求，全厚度弯曲未发现任何形式的裂纹，焊缝主要元素含量与原材料相当，杂质元素含量控制在低水平，整个焊接工艺评定试验检验结果均符合DL/T1117-2009要求，因此认为本次WB36CN1钢焊接工艺评定合格。
　　2）P22钢焊接性及焊接工艺评定试验结果
　　对P22钢管，通过热影响区最高硬度法、斜Y坡口冷裂纹试验法、插销冷裂纹试验方法的试验，结果显示：预热80℃条件下，热影响区最高硬度低于350HV1，但预热温度一直增加到250℃，最高硬度仍接近320HV1，同样的预热条件，斜Y坡口焊缝表面及截面未发现裂纹，热影响区最高硬度法和斜Y坡口冷裂纹试验法得到结果是预热80℃即可防止冷裂纹的产生；预热温度为200℃和150℃条件下，临界断裂应力均远超过P22钢的屈服强度，表明通过插销试验预热150℃可防止冷裂纹产生。三种试验结果综合显示，P22钢防止冷裂纹的预热温度应低于150℃，该数据低于标准中推荐的200-300℃的预热范围，因此扬州诚德钢管有限公司产核电用P22钢冷裂纹敏感性优于同类钢材。
　　采用TIG/SMAW/SAW组合焊接方法进行的P22钢焊接工艺评定结果显示，该钢管匹配国产和进口焊接材料的焊接工艺性能优良，试件经磁粉和射线无损检测合格，焊接工艺质量满足标准要求，经焊接及焊后高温回火的焊接接头室温强度、高温强度、冲击韧性均满足GB 24512.2-2009对原材料的性能要求值，满足DL/T1117-2009要求。焊接接头显微组织为铁素体+贝氏体，微观状态下未发现网状析出特征、未见异常组织出现，接头焊缝、热影响区最高硬度高于母材，但均未超过270HB，符合DL/T1117-2009要求，全厚度弯曲未发现任何形式的裂纹，焊缝主要元素含量与原材料相当，杂质元素含量控制在低水平，整个焊接工艺评定试验检验结果均符合DL/T1117-2009要求，因此认为本次P22钢焊接工艺评定合格。
　　采用TIG/SMAW组合手工焊接进行的P22钢焊接工艺评定结果显示，该钢管匹配国产焊丝和焊条的焊接工艺性能优良，试件经磁粉和射线无损检测合格，焊接工艺质量满足标准要求，经焊接及焊后高温回火的焊接接头室温强度、高温强度、冲击韧性均满足GB 24512.2-2009对原材料的性能要求值，满足DL/T1117-2009要求，焊接接头显微组织为铁素体+贝氏体，微观状态下未发现网状析出特征、未见异常组织出现，接头焊缝、热影响区最高硬度高于母材，但均未超过270HB，符合DL/T1117-2009要求，全厚度弯曲未发现任何形式的裂纹，焊缝主要元素含量与原材料相当，杂质元素含量控制在低水平，整个焊接工艺评定试验检验结果均符合DL/T1117-2009要求，P22钢焊接工艺评定合格。
　　2、弯管工艺评定
　　WB36CN1、P22高压无缝钢管按照DL/T515-2004进行弯管工艺评定。试验管WB36CN1 Φ711mm×40mm、P22 Φ558mm×25mm。试验内容包括弯管前钢管表面质量、尺寸、复膜金相、硬度检测，钢管弯制、热处理及尺寸检查、无损检验，弯后复膜金相、硬度检验及破坏性检验（分弯管直段、起弯区、受拉侧中部、终弯区四个区域分别进行室温力学性能、高温力学性能、冲击韧性、金相检验、硬度检测）。检验结果表明，采用拟定的弯管工艺参数，进行3D、90°热弯后，减薄率、椭圆度、弯曲角度、波浪率、表面质量等均满足DL/T515-2004及相关技术要求。弯后组织、强度、冲击韧性等指标均满足GB 24512。