一种阀体锻件制造工艺评定的取样方法与流程

1.本发明涉及核电锻件制造生产技术领域，具体涉及一种适用于核电站大型阀体锻件制造工艺评定的取样方法。


背景技术：

2.核电站中部分大型高端阀门，为了安全性和可靠性，阀体采用锻件材料设计，对材料性能要求较高，各种性能参数不容易达到标准要求，根据核电建设标准，这些阀体锻件正式供货前需要进行工艺评定，通过对材料性能的全面检验来验证制造工艺。
3.但是按照采购技术条件及目前常规的检验方式，仅仅是对锻件的端部进行取样，进行少量的力学和理化检验，现行标准也没有更详细的检验要求，这对于锻件的工艺评定来说是远远不够的，无法全面评价出锻件的制造质量和制造工艺水平。而如果采用全面解剖方式来验证和评价，由于原材料较贵，成本太高，无法推广使用。
4.因此必须在工艺评定过程中充分考虑各种制造因素和使用条件，找出一种较低成本且又能全面检验出阀体锻件质量和制造工艺的取样方法。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种核电站用大型阀体锻件制造工艺取样方法，该方法既能全面验证锻件的制造工艺水平又能有效节省成本。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
7.一种阀体锻件制造工艺评定的取样方法，包括如下步骤：将钢锭锻造为长方体锻件，对所述长方体锻件进行整体均匀性检测以及局部解剖检测，所述整体均匀性检测时，以所述长方体锻件侧面的中心点所在的水平面和竖直面与长方体锻件相交的线作为检测线，在所述检测线上均匀间隔选取检测点；
8.局部解剖检测时，将所述长方体锻件分割为一个或多个阀体锻件，在所述长方体锻件的端面以及中间位置的截面上进行取样检测，所述中间位置为对应相邻阀体锻件之间的位置，即能检验材料内部质量，又不影响阀体制造，不破坏阀体。
9.根据本发明的一些优选实施方面，所述局部解剖检测时，在所述长方体锻件的端面以及中间位置的截面上宽度和高度方向上的四分之一至二分之一的位置所形成的矩形上和/或矩形内进行取样。根据本发明的一些优选实施方面，所述局部解剖检测时，在所述长方体锻件的端面以及中间位置的截面上宽度和高度方向上的四分之一位置所形成的矩形上和/或矩形内进行取样。
10.根据本发明的一些优选实施方面，所述矩形内取样为所述长方体锻件长度方向的中心线与端面或中间位置的截面所相交的位置。
11.根据本发明的一些优选实施方面，所述局部解剖检测的取样方向为水平方向和/或竖直方向。取样方向包括横向和纵向，横向即为水平或竖直方向，纵向为长方体的长度方向。考虑阀体受力复杂，取样包括横向(甚至同时包括水平和竖直)和纵向。
12.即，局部解剖检测时，在端面或者截面上选取一个矩形，在矩形上和/或矩形内进行取样检测。矩形的边平行于锻件的侧面，矩形的边位于宽度和高度方向上的四分之一至二分之一的位置，优选为四分之一。对于横向试样，取样方向平行于矩形的边，即只能水平或竖直取样。纵向试样，取样方向沿着长方体长度方向。
13.根据本发明的一些优选实施方面，所述整体均匀性检测时，以所述长方体锻件长度方向的端面中心点所在的水平面和竖直面与长方体锻件相交的线作为检测线。水平面和竖直面的相交线即为长方体锻件的中心线。
14.根据本发明的一些优选实施方面，所述整体均匀性检测包括化学成分均匀性检测和/或表面硬度均匀性检测。
15.根据本发明的一些优选实施方面，所述化学成分均匀性检测时，相邻检测点之间的距离为200-300mm，对于端面优选为50mm。
16.根据本发明的一些优选实施方面，所述表面硬度均匀性检测时，相邻检测点之间的距离为200-300mm，对于端面优选为50mm。
17.根据本发明的一些优选实施方面，所述化学成分均匀性检测与表面硬度均匀性检测的检测点相同或不同。
18.由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的阀体锻件制造工艺评定的取样方法，在保持产品完整性的条件下，仅仅在锻件的典型位置取样检测，可以有效和完善的检验出锻件的制造质量和制造工艺水平。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明优选实施例中长方体锻件化学成分均匀性的取样点和表面硬度均匀性的检测点的位置示意图；
21.图2为本发明优选实施例中长方体锻件的局部解剖检测的端面和截面示意图；
22.图3为本发明优选实施例中长方体锻件的端面和截面上取样的位置示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.本实施例中的取样方法适用于以下锻造阀体制造工艺：钢锭锻造为长方体锻件——长方体锻件性能热处理——力学和理化检验——长方体锻件分割为多个阀体锻件——每个阀体锻件加工成阀体。
25.本实施例中的适用于核电站大型阀体锻件制造工艺评定的取样方法，把用于制作
阀体锻件的整个钢锭作为一个整体进行评定，整个钢锭制造出的所有阀体锻件均作为评定件；钢锭先锻造为长方体锻件，而后热处理，切割成为多个阀体锻件，最后加工成为阀体部件，如附图1-2所示。每个长方体锻件都需要进行化学成分均匀性检测、表面硬度均匀性检测以及局部解剖检测，所述局部解剖检测包括力学性能检测和理化检测，所述局部至少包括阀体的端部。
26.具体的，本实施例的阀体锻件制造工艺评定的取样方法包括如下步骤：
27.将钢锭锻造为长方体锻件，对长方体锻件进行整体均匀性检测以及局部解剖检测。其中，整体均匀性检测包括化学成分均匀性检测和表面硬度均匀性检测；局部解剖检测包括力学性能检测和理化检测；力学性能检测包括拉伸试验和冲击试验。理化检验包括金相组织、晶粒度、非金属夹杂物及化学成分的检验。
28.1)整体均匀性检测时，以长方体锻件长度方向的端面中心点(长方体锻件长度方向的中心线)所在的水平面和竖直面与长方体锻件相交的线作为检测线，在检测线上均匀间隔选取检测点和取样点。
29.化学成分均匀性检测与表面硬度均匀性检测的检测点相同或不同；化学成分均匀性检测时，相邻检测点之间的距离为200mm；表面硬度均匀性检测时，相邻检测点之间的距离为200mm。
30.如图1所示，进行化学成分均匀性检测时，将经过锻造粗加工的锻件，在长方体锻件长度方向一端的端面中心作两条十字交叉的检测线，然后把这两条交叉检测线沿锻件的4个侧面延伸至长方体锻件长度方向另一端的端面上，该端面的中心形成十字交叉。在所形成的检测直线上每间隔100mm进行取样，当检测点在端面时，相邻检测点的间隔为50mm。
31.进行表面硬度均匀性检测时，将经过性能热处理后的锻件，在长方体锻件长度方向一端的端面中心作两条十字交叉的检测线，然后把这两条交叉检测线沿锻件的4个侧面延伸至长方体锻件长度方向另一端的端面上，该端面的中心形成十字交叉。在所形成的检测直线上每间隔100mm进行取样，当检测点在端面时，相邻检测点的间隔为50mm。
32.2)局部解剖检测时，将长方体锻件分割为一个或多个阀体锻件，在长方体锻件的端面以及中间位置的截面上进行取样检测，中间位置为对应相邻阀体锻件之间的位置。
33.进行局部解剖检测时，取样位置至少包括锻件对应于钢锭头部、尾部、中间部位的位置。如一个钢锭制造出锻件，锻件一端对应于钢锭头部，另外一端对应于钢锭尾部，则至少在锻件的两端以及中间部位进行解剖取样检测。为了保证锻件材料的充分利用，锻件中间部位解剖位置试样位于分割的相邻阀体锻件之间，如图2所示。
34.局部解剖检测时，在长方体锻件的端面以及中间位置的截面上宽度和高度方向上的四分之一的位置所形成的矩形上进行取样，且在矩形内取样为长方体锻件长度方向的中心线与端面或中间位置的截面所相交的位置。
35.在进行局部解剖时，考虑到阀体属于压力容器类承压部件，工作环境较严苛，长期工作在高温高压下，并要经受热循环，受力情况复杂；此外，阀体端部与管道采用焊接连接，要考虑到焊接的影响；且从制造角度，要考虑到阀体锻件利用的部位中，质量较差而不容易达到标准要求的部位。
36.因此，设定取样方向为水平方向和竖直方向，即取样方向包括横向和纵向。取样位置包括锻件端部截面、中间截面中每个截面的1/4t(t为截面特征尺寸，宽度、长度)位置，每
个截面的中间位置即1/2t位置，如图2所示。
37.实施例
38.某核电站用某种阀门阀体锻件制造工艺如下：钢锭锻造成长方体锻件后，进行性能热处理，热处理完成后进行切割下料，最后机加工得到最终阀体产品锻件。
39.根据此锻件的制造工艺，把整个钢锭作为一个整体进行均匀性评定，经过锻造和机加工，最后成形为3个阀体部件，这3个阀体部件均作为评定件。
40.整个钢锭首先锻造出的长方体锻件，需要在锻件表面进行化学成分均匀性检测、硬度均匀性检测；然后进行局部解剖检测，为了保证材料的充分利用，局部解剖检测试料取样位置在锻件的头部和尾部，即图2中的锻件两端的斜线区域，以及不同阀体锻件间的间隙位置，即图2中锻件中间的两个斜线区域。
41.然后再对每个局部解剖试料切取试验检验试样。试样的取样位置为在距离试料表面1/4处和试料中心位置(即图3中的斜线区域)。针对不同的阀体，试样的取样方案可以不同。如果阀体类型是图2中间位置类型，则可以不在试料中心位置试样。否则，必须取试料中间位置试样。距离试料表面1/4处的试样包括对称位置取两套试样、试料中心位置试样包括一套试样。一套试样包括横向和纵向力学性能及理化试样。其中力学性能检测包括拉伸试验和冲击试验，理化检验包括金相组织、晶粒度、非金属夹杂物及化学成分的检验。
42.阀体锻件按照上述步骤进行取样，通过力学性能和理化检测结果可以对阀体锻件的制造工艺进行评价，反映出阀体的制造质量和制造工艺的优劣。
43.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。