劉新新

(哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司，黑龍江150046)

標準化

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

劉新新

(哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司，黑龍江150046)

對JB/T 12139—2015的主要技術(shù)指標、檢驗要求、應(yīng)用范圍等進行全方位解析，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；整鍛低壓轉(zhuǎn)子；行業(yè)標準

1 標準概況

JB/T 12139—2015(以下簡稱“本標準”)是以哈汽從日本三菱公司引進的AP1000常規(guī)島核電汽輪機整鍛轉(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及以上等級核電常規(guī)島汽輪機的最重要的關(guān)鍵部件，汽輪機轉(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核電機組均有應(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。本標準規(guī)定了1000 MW及以上等級核電汽輪機用30Cr2Ni4MoV合金鋼整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件的前期認可和首件認證、訂貨要求、制造工藝、技術(shù)要求、檢驗規(guī)則和試驗方法、記錄、驗收及質(zhì)量證明書等內(nèi)容，填補了國內(nèi)大型核電整鍛轉(zhuǎn)子鍛件的空白，打破國外對于核電常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件的技術(shù)壟斷，從而實現(xiàn)我國核電轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化。

2 標準的主要技術(shù)內(nèi)容

2.1 化學(xué)成分

本標準化學(xué)成分與技術(shù)引進時三菱提供的國 產(chǎn)化標準是一致的，與三菱標準的主要內(nèi)容對比見表1。本標準對S、Si、Cu、Al、Sn、As這類雜質(zhì)元素的要求較日本國內(nèi)使用的標準更嚴格，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，重量達到600 t等級，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，從而保證機組安全運行。

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。經(jīng)多次探討，最終形成適合中國的《低壓轉(zhuǎn)子鍛件材料試驗規(guī)范》和《低壓轉(zhuǎn)子鍛件FAI(首件檢查)規(guī)范》，本標準是在前兩項標準基礎(chǔ)上進行編寫的，其力學(xué)性能驗收指標與三菱原標準要求一致，具體見表2。

2.3 檢驗項目

表3給出了大型核電整鍛低壓轉(zhuǎn)子檢驗項目及各檢驗項目的試驗內(nèi)容及目的?？剂哭D(zhuǎn)子熔煉、鍛造、熱處理整個制造過程的質(zhì)量控制情況，同時，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，同時在機組啟停和變負荷過程中更容易產(chǎn)生疲勞，針對首件低壓轉(zhuǎn)子 增加斷裂韌性及疲勞性能的檢驗，對轉(zhuǎn)子的安全性進行評估。

表1 化學(xué)成分(熔煉分析)對比(質(zhì)量分數(shù)，%)Table 1 Comparison of chemical composition melt analysis (Mass, %)

表2 力學(xué)性能Table 2 Mechanical property

表3 檢驗項目及分析Table 3 Inspection items and analysis

3 標準實施應(yīng)用

本標準適用于1000 MW等級及以上等級半轉(zhuǎn)速四級核電汽輪機、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、檢查和驗收。轉(zhuǎn)子鍛件毛坯重量高達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)子均采用該標準生產(chǎn)制造。

哈汽從三菱公司引進的AP1000核電常規(guī)島汽輪機制造技術(shù)，機組容量實際為1250 MW，我國正在研制開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的項目CAP1400機組容量為1400 MW，本標準適用于以上2種機型。

4 標準分析

本標準源于日本三菱公司，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)子鍛件標準，與日本制鋼所實際制造水平相當，為當前世界范圍內(nèi)大型轉(zhuǎn)子鍛件要求最嚴格、最先進的標準，本標準技術(shù)水平達到世界先進水平。

5 結(jié)束語

本標準的制定，將填補國內(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，對開發(fā)我國大型核電機組的自主知識產(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