JB/T 12139—2015《大型核電機(jī)組汽輪機(jī)整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件技術(shù)條件》解讀

劉新新

(哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江150046)

標(biāo)準(zhǔn)化

JB/T12139—2015《大型核電機(jī)組汽輪機(jī)整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件技術(shù)條件》解讀

劉新新

(哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江150046)

對(duì)JB/T 12139—2015的主要技術(shù)指標(biāo)、檢驗(yàn)要求、應(yīng)用范圍等進(jìn)行全方位解析，為規(guī)范大型核電轉(zhuǎn)子鍛件的生產(chǎn)，提高大型核電轉(zhuǎn)子鍛件的質(zhì)量提供參考。

汽輪機(jī)；整鍛低壓轉(zhuǎn)子；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

1 標(biāo)準(zhǔn)概況

JB/T 12139—2015(以下簡(jiǎn)稱“本標(biāo)準(zhǔn)”)是以哈汽從日本三菱公司引進(jìn)的AP1000常規(guī)島核電汽輪機(jī)整鍛轉(zhuǎn)子鍛件制造技術(shù)為依據(jù)，并結(jié)合國產(chǎn)化具體情況而制定。

低壓轉(zhuǎn)子鍛件是百萬千瓦級(jí)及以上等級(jí)核電常規(guī)島汽輪機(jī)的最重要的關(guān)鍵部件，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子按加工、裝配方式可分為整鍛轉(zhuǎn)子、焊接轉(zhuǎn)子和套裝轉(zhuǎn)子，這3種結(jié)構(gòu)形式在我國百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組均有應(yīng)用，整鍛轉(zhuǎn)子在安全性、抗應(yīng)力腐蝕方面有很大優(yōu)勢(shì)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了1000 MW及以上等級(jí)核電汽輪機(jī)用30Cr2Ni4MoV合金鋼整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件的前期認(rèn)可和首件認(rèn)證、訂貨要求、制造工藝、技術(shù)要求、檢驗(yàn)規(guī)則和試驗(yàn)方法、記錄、驗(yàn)收及質(zhì)量證明書等內(nèi)容，填補(bǔ)了國內(nèi)大型核電整鍛轉(zhuǎn)子鍛件的空白，打破國外對(duì)于核電常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件的技術(shù)壟斷，從而實(shí)現(xiàn)我國核電轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化。

2 標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容

2.1 化學(xué)成分

本標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分與技術(shù)引進(jìn)時(shí)三菱提供的國 產(chǎn)化標(biāo)準(zhǔn)是一致的，與三菱標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容對(duì)比見表1。本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)S、Si、Cu、Al、Sn、As這類雜質(zhì)元素的要求較日本國內(nèi)使用的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格，從而降低J參數(shù)，降低材料的氫脆傾向。由于核電整鍛低壓轉(zhuǎn)子鋼錠直徑大，重量達(dá)到600 t等級(jí)，更容易在轉(zhuǎn)子的中心部位，尤其是在鋼錠的冒口端產(chǎn)生成分偏析，嚴(yán)格控制雜質(zhì)元素的含量，降低轉(zhuǎn)子鍛件成分及組織偏析，最大程度上保證整鍛低壓轉(zhuǎn)子成分及性能均勻性，從而保證機(jī)組安全運(yùn)行。

2.2 力學(xué)性能

哈汽、一重和三菱公司就聯(lián)合開發(fā)AP1000核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子鍛件召開了6次較大規(guī)模的三方技術(shù)交流會(huì)。經(jīng)多次探討，最終形成適合中國的《低壓轉(zhuǎn)子鍛件材料試驗(yàn)規(guī)范》和《低壓轉(zhuǎn)子鍛件FAI(首件檢查)規(guī)范》，本標(biāo)準(zhǔn)是在前兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫的，其力學(xué)性能驗(yàn)收指標(biāo)與三菱原標(biāo)準(zhǔn)要求一致，具體見表2。

2.3 檢驗(yàn)項(xiàng)目

表3給出了大型核電整鍛低壓轉(zhuǎn)子檢驗(yàn)項(xiàng)目及各檢驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)內(nèi)容及目的?？剂哭D(zhuǎn)子熔煉、鍛造、熱處理整個(gè)制造過程的質(zhì)量控制情況，同時(shí)，由于核電整鍛低壓轉(zhuǎn)子具有較大的直徑，鍛件芯部不可避免存在缺陷，同時(shí)在機(jī)組啟停和變負(fù)荷過程中更容易產(chǎn)生疲勞，針對(duì)首件低壓轉(zhuǎn)子 增加斷裂韌性及疲勞性能的檢驗(yàn)，對(duì)轉(zhuǎn)子的安全性進(jìn)行評(píng)估。

表1 化學(xué)成分(熔煉分析)對(duì)比(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 Comparison of chemical composition melt analysis (Mass, %)

表2 力學(xué)性能Table 2 Mechanical property

表3 檢驗(yàn)項(xiàng)目及分析Table 3 Inspection items and analysis

3 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施應(yīng)用

本標(biāo)準(zhǔn)適用于1000 MW等級(jí)及以上等級(jí)半轉(zhuǎn)速四級(jí)核電汽輪機(jī)、經(jīng)粗加工和性能熱處理的30Cr2Ni4MoV合金鋼整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件的訂貨、制造、檢查和驗(yàn)收。轉(zhuǎn)子鍛件毛坯重量高達(dá)600 t，是目前世界上所需鋼錠、鍛件毛坯重量、截面尺寸最大以及技術(shù)要求最高的實(shí)心鍛件產(chǎn)品，是代表熱加工綜合技術(shù)水平最高的產(chǎn)品。

由一重承制的海陽3#、4#低壓1#轉(zhuǎn)子、低壓2#轉(zhuǎn)子及低壓3#轉(zhuǎn)子和陸豐1#、2#低壓1#轉(zhuǎn)子和低壓3#轉(zhuǎn)子均采用該標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造。

哈汽從三菱公司引進(jìn)的AP1000核電常規(guī)島汽輪機(jī)制造技術(shù)，機(jī)組容量實(shí)際為1250 MW，我國正在研制開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的項(xiàng)目CAP1400機(jī)組容量為1400 MW，本標(biāo)準(zhǔn)適用于以上2種機(jī)型。

4 標(biāo)準(zhǔn)分析

本標(biāo)準(zhǔn)源于日本三菱公司，但材料雜質(zhì)元素要求高于三菱公司在日本國內(nèi)采購的低壓轉(zhuǎn)子鍛件標(biāo)準(zhǔn)，與日本制鋼所實(shí)際制造水平相當(dāng)，為當(dāng)前世界范圍內(nèi)大型轉(zhuǎn)子鍛件要求最嚴(yán)格、最先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平。

5 結(jié)束語

本標(biāo)準(zhǔn)的制定，將填補(bǔ)國內(nèi)大型核電整鍛轉(zhuǎn)子鍛件的空白，通過積極推廣應(yīng)用，將規(guī)范大型核電轉(zhuǎn)子鍛件的生產(chǎn)，提高大型核電轉(zhuǎn)子鍛件的質(zhì)量，有利于大型核電轉(zhuǎn)子鍛件的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)開發(fā)我國大型核電機(jī)組的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)將產(chǎn)生舉足輕重的作用。

編輯 杜青泉

Understanding and Analysis on JB/T 12139—2015

LiuXinxin

This paper introduces and comprehensively analyzes the main technical indicators, the inspection requirements and the application scopes of JB/T 12139—2015 to provide the reference for regulating the production and improving the quality of heavy duty rotor forgings for nuclear power.

turbine, integral forging LP rotor, standard

TG316.1+92

A

2017—05—10