一种核反应堆专用锆合金薄壁管的制造方法

摘要

本发明涉及一种规格为Φ12.8×0.25mm的核反应堆专用锆合金薄壁管的制造方法领域，采用的技术方案是：选用一定长度的Φ44.5×7.65mm的锆合金管(1)后依次经过冷轧、第一道中间退火、第一道酸洗、第二道次冷轧、第二道中间退火、第二道酸洗、成品冷轧、成品退火、矫直后抛光、酸洗络合处理及检测后切定尺等步骤后完成核反应堆专用锆合金薄壁管的制造，采用本发明制造的核反应堆专用锆合金薄壁管能达到了所要求的加工精度要求，满足核反应堆的使用要求，改变了国内对上述规格及加工精度要求的核反应堆专用锆合金薄壁管依赖于进口的不利局面。

主权项

一种核反应堆专用锆合金薄壁管的制造方法，其特征在于，核反应堆专用锆合金薄壁管的具体制造过程按下列步骤依顺序进行：a)坯料准备，选用一定长度的Ф44.5×7.65mm的锆合金管(1)作为坯料；b)第一道次冷轧，冷轧锆合金管(1)后切断制成一定长度的锆合金管(4)，然后对锆合金管(4)的内外表面进行除油清洗，其中锆合金管(4)的加工精度要求为：Ф31.75±0.10×2.5±0.07mm、外径椭圆度小于0.20mm且壁厚不均小于0.06mm；c)第一道中间退火，对锆合金管(4)进行真空退火，具体退火过程按顺序依次分为保温阶段(14)、升温阶段(15)、保温阶段(16)及降温阶段(17)，其中锆合金管(4)在真空状态下快速升温至550±5℃后进入保温阶段(14)，在该阶段的温度保持在550±5℃，保温时间为60分钟；随后进入升温阶段(15)，锆合金管(4)在45分钟内由550±5℃缓慢升温至580±5℃，随后进入保温阶段(16)，在该阶段中锆合金管(4)在580±5℃保温210分钟后进入降温阶段(17)，在降温阶段(17)中，锆合金管(4)在真空状态中由580±5℃空冷至常温后取出。其中锆合金管(4)进行真空退火是在真空退火炉内进行；其中，真空退火炉的加热室和冷却室的炉内气体压力应小于2.67×10-3Pa，放气阶段炉内气体压力应小于1.0×10-2Pa；d)第一道酸洗，对锆合金管(4)进行酸洗，锆合金管(4)的酸洗去除量为10～20μm，酸洗后用清水将锆合金管(4)冲洗干净，再用无色布或海绵块吹擦锆合金管(4)的内外表面，其中酸洗所采用的酸溶液的组分配比为：15～30％硝酸∶0.5～1.5％氢氟酸∶余量为软化水；e)第二道次冷轧，对锆合金管(4)进行冷轧后切断成一定长度的锆合金管(7)，随后对锆合金管(7)的内外表面进行除油清洗；其中制成的锆合金管(7)的加工精度要求为：Ф17.78±0.05×1.0-0.01+0.05mm、外径椭圆度小于0.05mm且壁厚不均小于0.04mm；f)第二道中间退火，采用与步骤c)所述的第一道中间退火相同的具体退火过程及具体要求对锆合金管(7)进行真空退火，完成锆合金管(7)的直空退火；g)第二道酸洗，对锆合金管(7)进行酸洗，锆合金管(7)的酸洗去除量为10～20μm，酸洗后用清水将锆合金管(7)冲洗干净，再用无色布或海绵块吹擦锆合金管(7)的内外表面，其中酸洗所采用的酸溶液的组分配比为：15～30％硝酸∶0.5～1.5％氢氟酸∶余量为软化水；h)成品冷轧，冷轧锆合金管(7)后切断成一定长度的锆合金管(12)，然后对锆合金管(12)的内外表面进行除油清洗，制成的锆合金管(12)的加工精度要求为：Ф12.82±0.03×0.27±0.02mm、外径椭圆度小于0.03mm且壁厚不均小于0.02mm；其中所述的冷轧锆合金管(7)是采用KPW25轧机进行轧制，轧制时的道次变形率为79.8％，车速为80～180次/分，送进量为1.5～2.5mm/次；I)成品退火，在Ф12.1mm的不锈钢芯棒(10)上套装锆合金管(12)后进行真空退火，采用与步骤c)所述的第一道中间退火相同的具体退火过程及具体要求对锆合金管(7)进行真空退火，完成锆合金管(12)的直空退火；j)矫直，矫直后抛光，对锆合金管(12)采用VRM20/30矫直机进行机器矫直，矫直过程中调整矫直辊角度使外径变化量小于5μm，在随后的抛光过程是使用四头抛光机对锆合金管(12)的内外表面进行抛光，使得锆合金管(12)的外径的去除量为7～14μm，锆合金管(12)表面粗糙度小于0.8μm；k)酸洗+络合处理，首先用酸液对抛光后的锆合金管(12)进行酸洗处理，锆合金管(12)的酸洗去除量为4～10μm，酸洗后用络合液对锆合金管(12)进行络合处理，络合后的锆合金管(12)使用无色布或海绵块吹擦管材内外表面；其中采用的酸液由15～30％硝酸、0.5～1.5％氢氟酸及余量软化水配成；其中采用的络合液由15％硝酸铝及余量软化水配成；L)检测后切定尺，对络合处理后的锆合金管(12)进行超声检测，对检测出的锆合金管(12)的管伤位置进行标记，套装锆合金管(12)后切定尺，完成对锆合金管(12)的成品检验；其中，套装锆合金管(12)后切定尺是将塑料导套(11)套装在锆合金管(12)上，随后将套有锆合金管(12)的塑料导套(11)夹持在车床上将锆合金管(12)切断成所需长度，切断时还应将检测出的管伤标记处切除，得到所需的核反应堆专用锆合金薄壁管，其中得到的核反应堆专用锆合金薄壁管的加工精度为：外径Ф12.8±0.05mm，壁厚偏差0.25±0.04，椭圆度小于0.05mm，直线度小于1/1000，表面粗糙度小于0.8μm；