ACP1000抗振条组件及其生产方法技术领域
本发明设计一种ACP1000抗振条组件及其生产方法。
背景技术
国产第三代压水堆核电站ACP1000中的U形热传管是一回路系统压力边界中最关键也是
最薄弱的环节。一旦传热管振动破坏，就得更换蒸汽发生器，这势必造成人力、财力和事件
的巨大浪费，也增加了检修人员受放射性辐照的危险。因此，解决蒸汽发生器破管事故是关
系到核电站的安全性以及使核电站具有竞争力和生命力的关键问题。
要尽量消除振动产生的根源，一般需要在蒸汽发生器中U形传热管的弯头处加装抗振条
组件(即ACP1000抗振条组件)，如何提供一种抗振性能好的抗振条组件，是本领域的技术难
题。
ACP1000抗振条组件生产用合金，经多次冷轧得到的冷轧带材960℃退火后制作带环状封
接件时出现开裂现象，金相分析表明出现开裂问题的合金晶粒度是3.5～6.5级，为异常粗大
晶粒，且同批次产品的晶粒度差异过大，若不针对晶粒度级差较大的产品进行差异化处理，
得到的产品性能不一致，直接影响材料深冲性能和封接性能，关系ACP1000抗振条组件的质
量和寿命。
如何避免膨胀合金冷轧带材在制造过程中出现粗大晶粒、得到晶粒度级差较小的冷轧带
材是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、抗振性能好的ACP1000抗振条组件及
其生产方法。
为了解决上述问题，本发明提供了一种ACP1000抗振条组件，包括：V字型结构的抗振
条，分别固定套设于抗振条两端的两个端帽，所述各端帽通过多个定位销或螺钉固定在所述
抗振条的端部。
所述端帽及抗振条上设有适于与定位销配合的通孔。
或所述端帽和抗振条的端部设有与所述螺钉螺纹配合的螺纹孔。
所述抗振条两端末端处呈矩形，其余处呈管状，所述矩形部的四边设有倒角，所述端帽
内设有与该矩形部配合的矩形槽，使端帽在套设时只会局限在端部，便于安装。
所述端帽和定位销选用690镍基合金材料，机组蒸汽发生器中的U型热传管也是镍基
合金材料，三者材料相同，可以方便将定位销、U型热传管与所述端帽焊接固定。690镍基
合金材料同时具有耐腐蚀性强的特点。所述螺钉和定位销表面设有一层耐磨层，以避免螺钉
和定位销因磨损而松动，确保抗振性能，所述耐磨层由氧化锆陶瓷材料制成。
所述抗振条包括的各成分及其重量百分比包括：
C≤0.03％；
P≤0.020％；
S≤0.020％；
Mn≤0.50％；
Si≤0.30％；
Cu≤0.20％；
Cr≤0.20％；
Mo≤0.20％；
Ni：28.5～29.5％；
Co：16.8～17.8％；余量为铁；该抗振条晶粒度为6～9级且级差在1.5级以内。
一种上述抗振条的生产方法，包括：
配料→抽真空→充氩气→通电→熔炼→加稀土元素→停电→浇注，冷却后得到钢锭；
然后进行锻钢、热轧、多次冷轧和中间热处理、成品热处理：
a.锻钢：始锻温度1280℃、终锻温度不低于1150℃，随后进行空冷得到带坯；
b.热轧：将带坯进行多道次热轧，终轧温度不低于1050℃，得到半成坯；
c.多次冷轧和中间热处理：经多次冷轧和中间退火将半成坯精轧成厚度符合要求的带材，
中间退火温度控制在1050～1100℃；
d.带材折弯呈V字型；
e.成品热处理：将带材在940～960℃范围内进行光亮退火，即获得上述抗振条。
在铁钴镍合金冶炼制得钢锭的过程中，熔炼温度控制在1500℃以上，在熔炼中出钢前加
入稀土元素Ce、La中的至少一种作为催化剂，加入的稀土元素的重量占其配料总质量的百
分比为0.05～0.20％；由于稀土的平衡分配系数很小，在凝固过程中，稀土富集于结晶前沿的
液相，阻止晶体的发育长大，使高温金属液在凝固过程中形成更多的核心，从而达到细化晶
粒的目的，并使得该抗振条晶粒度为6～9级且级差在1.5级以内。对于同种材料而言，合金
的铸态晶粒越细，轧制产品的晶粒也越细。且加入的稀土元素，在冶炼过程中与O、S等其
它元素反应稀土的氧硫化物，其熔点非常高且稳定，钢液经过镇静后，稀土氧化物、硫化物
将从钢中排除，从而净化了钢液，得到的合金纯度更高。
进一步，热轧带坯进炉时温度控制在600～800℃，避免进炉时温度过高造成产品过烧，
同时有效利用热锻加工后的余热，减少能源浪费。
进一步，多次冷轧时将总变形量控制在50％～65％，可以避免材料处于临界变形状态，导
致退火后生成粗大再结晶晶粒；多道次轧制可以有效的使轧制带材的晶粒度更加均匀。
进一步，在冷轧前对表面进行修磨处理，去除表面裂纹。
本发明的有益效果是：(1)本发明的ACP1000抗振条组件，结构简单，产品质量符合核
电站中蒸汽发生器对抗振条的精密要求，使用时更加安全。本抗振条的制备方法，经严格的
制备工序，保证了核电站中对蒸汽发生器的抗振条组件的工艺要求，保证了质量，提高了安
全性，采用在端帽上增加定位销，使端帽在抗振条组件与U型管的装配过程中不会产生拉脱。
(2)本发明的抗振条生产方法工序简单，易于控制，均匀性更高，可以避免在后续的加工中
因同批材料晶粒度级差较大造成加工工艺不同，造成资源的浪费和生产的难度加大；通过在
冶炼过程中加入稀土元素并在后续的冷却中去除，可以有效增加坯料的纯净度，同时细化坯
料铸态晶粒，为后续加工过程中避免出现粗大晶粒奠定基础，得到的带材晶粒度普遍在6～9
级；采用多道次、大变形量的热轧和冷轧加工，可以有效的使轧制带材的晶粒度更加均匀，
避免晶粒级差过大，同一批次的产品晶粒度级差在1.5级以内，得到的带材适应性更好，满
足了ACP1000抗振条组件的使用要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的ACP1000抗振条组件的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的A-A局部放大图；
图4是安装后端帽的结构示意图；
图5是图4的剖面示意图。
具体实施方式
见图1-2，本实施例的一种ACP1000抗振条组件，包括：V字型结构的抗振条1，分别
固定套设于抗振条1两端的两个端帽2，所述各端帽2通过多个定位销3或螺钉固定在所述
抗振条1的端部。
所述端帽2及抗振条1上设有适于与定位销3配合的通孔。
或所述端帽2和抗振条1的端部设有与所述螺钉螺纹配合的螺纹孔。
所述抗振条1两端末端处呈矩形，其余处呈管状，所述矩形部的四边设有倒角，所述端
帽2内设有与该矩形部配合的矩形槽，使端帽2在套设时只会局限在端部，便于安装，所述
端帽2的端部设有倒角，所述定位销3的端部设有倒角。
所述端帽和定位销选用690镍基合金材料，机组蒸汽发生器中的U型热传管也是镍基
合金材料，三者材料相同，可以方便将定位销、U型热传管与所述端帽焊接固定。690镍基
合金材料同时具有耐腐蚀性强的特点。
本实施例试制了3批抗振条，分别加入不同比例的稀土元素，且均经过配料→抽真空→
充氩气→通电→熔炼→加稀土元素→停电→浇注，冷却后得到钢锭；在制备对比例的过程中，
除在熔炼过程中未加入稀土元素外其余均和实施例的生产工艺相同，对得到的坯料使用能谱
仪进行化学元素成分检测，其结果和冶炼过程中添加的稀土元素成分含量见表1，其中余量
Fe元素含量未列出。
将冶炼得到的实施例钢锭和对比例钢锭进行锻制，始锻温度1280℃、终锻温度1150℃，
得到厚度为28mm左右的带坯。
将带坯进行再加热后进行热轧，入炉温度控制在600～800℃，加热温度1180～1200℃，
预热时间30～40min，保温时间＜10min，开轧温度＞1160℃，终轧温度＞1050℃，终轧后空
冷；轧制工艺为28→23→18→14→11→8.5→7→6→5→4.2mm，总变形量85.0％，9个热轧道
次，得到壁厚为4.2mm的半成坯。
将得到的半成坯进行中间热处理，然后经碱浸、水淬、三酸洗、高压水冲洗、中和去除
热加工氧化皮，然后进行使用水磨机对半成坯表面进行修磨；半成坯每面水磨次数应≥4次，
直至钢带表面粗糙度达到2～3μm，表面没有划伤、裂纹、起皮等缺陷。
将修磨后的半成坯进行冷轧，冷轧轧制道次越多，带材表面粗糙度越小，表面越光洁；将
厚度为4.2mm的实施例1、2、3和对比例的带材通过不同的冷轧道次均轧制到厚度为1.5mm，
总的变形量均为64.3％，其中实施例1轧制5道次，实施例2轧制6道次，实施例3轧制7
道次，对比例轧制5道次。相邻冷轧道次之间进行中间热处理，温度为1080～1100℃。
然后，将带材折弯呈V字型；最后，将冷轧得到的1.5mm后的带材350mm使用保护气氛
光亮退火机组分别进行成品热处理，温度为940～960℃；光亮退火工作气氛为75％的氢气和
25％氮气混合气体，避免带材表面氧化。
对热处理后的成品分别进行取样，标注编号，按照YBT5231-2005标准的规定，在真空或
氢气气氛中将试样加热至900℃士20℃，保温lh，再加热至1100℃士20℃，保温15min,
以不大于5℃/min的速度冷至200℃以下出炉。对得到的试样进行晶粒度检测，得到结果见
表2。
表1实施例及对比例化学元素成分和冶炼过程中加入的稀土元素含量
表2各试样晶粒度检测结果
由表2可知，在冷轧同样道次的情况下，在冶炼过程中加入了稀土元素的实施例1制得
的抗振条的晶粒度在6.5级至8级之间，与未在冶炼过程中加入稀土元素的对比例制得的抗
振条的晶粒度相比明显更细，且级差更小；且由对比例2和对比例3可知，在一定范围内随
着稀土元素的增加和冷轧道次的增加，得到的带材晶粒度更细且级差更小；通过在冶炼过程
中加入稀土元素并在后续的冷却中去除，可以有效增加坯料的纯净度，同时细化坯料铸态晶
粒，为后续加工过程中避免出现粗大晶粒奠定基础；采用多道次、大变形量的热轧和冷轧加
工，可以有效的使轧制带材的晶粒度更加均匀，避免晶粒级差过大，同一批次的产品晶粒度
级差在1.5级以内，得到的带材适应性更好。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方
式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形
式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。