專利名稱：百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒涂料及其涂布方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核電廠主管道離心鑄造型筒的涂料及其涂布方法，具體地說(shuō)是一種百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒涂料及其涂布方法。
背景技術(shù)：
壓水堆核電站反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)(又稱一回路)是位于核島內(nèi)的核一級(jí)設(shè)備系統(tǒng)， 承擔(dān)著將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳送給蒸汽發(fā)生器的功能。由于一回路冷卻劑直接進(jìn)出核反應(yīng)堆，具有放射性污染，因此對(duì)其可靠性的要求很高。一回路運(yùn)行條件苛刻，要承受280 3200C ,150 160大氣壓和腐蝕性介質(zhì)(反應(yīng)堆冷卻劑中含有硼酸等)，因此對(duì)材料和制造技術(shù)的要求很高。主管道材料為不銹鋼，采用離心鑄造技術(shù)制成。該部件尺寸大、性能要求高。由于一回路主管道是核安全一級(jí)設(shè)備，它的破裂可能導(dǎo)致核污染泄漏，因此對(duì)材料和缺陷的控制要求很高，管道必須一次鑄造完成，并進(jìn)行后續(xù)熱處理和機(jī)加工等，在各環(huán)節(jié)都要保證組織、性能、尺寸、精度滿足要求。所述的離心鑄造的模具型筒的內(nèi)壁需要經(jīng)過(guò)涂料涂布。現(xiàn)有的型筒涂料及涂布工藝，在涂料的原料選擇、配比以及涂布工藝控制方面，無(wú)法滿足上述一回路主管道離心澆注的技術(shù)要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒涂料及其涂布方法，通過(guò)選擇合適的涂料和涂布工藝參數(shù)，使涂料層既能夠有效地保護(hù)型筒，又能夠減緩鋼水的冷卻速度，以滿足管坯離心澆注的技術(shù)要求。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒的涂布方法，其特征在于
1)、噴涂前將型筒預(yù)熱到225士25°C，并恒溫1-3小時(shí)；
2)、噴涂壓力0.5Mpa l.OMpa，噴涂過(guò)程中保持型筒溫度在200° C 250° C范圍以內(nèi)；噴涂次數(shù)5次 10次，涂層厚度要求4 士 0.3 mm；
3)、涂后烘烤至型筒溫度彡觀0° C并進(jìn)保溫1小時(shí) 2小時(shí)。實(shí)現(xiàn)所述的百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒涂布方法的涂料，其特征在于按照以下步驟制備而成
第一步制備鋯英粉涂料首先按照60kg水配7立方分米膨潤(rùn)土粉的比例，將水和膨潤(rùn)土粉混勻，制成鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿，并靜置M-48小時(shí)，然后按照每5kg鋯英粉配1升鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿的比例將該鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿與鋯英粉混合均勻，制成鋯英粉涂料
第二步制備石英粉涂料首先按照20kg水配2. 5立方分米膨潤(rùn)土粉和3. 5升水玻璃的比例，將水和膨潤(rùn)土粉、水玻璃混勻，制成石英粉涂料用膨潤(rùn)漿，并靜置M-48小時(shí)，然后按照每IOkg石英粉配1升石英粉涂料用膨潤(rùn)漿的比例將該石英粉涂料用膨潤(rùn)漿與石英粉混合均勻，制成石英粉涂料備用；
第三步制備型筒涂料鋯英粉涂料與石英粉涂料按照1:1的體積比混合均勻制成型筒涂料。本發(fā)明的積極效果在于
針對(duì)核島主管道，采用鋯英粉——石英粉為基本的涂料，其高溫強(qiáng)度好、易剝離，在懸浮劑與結(jié)合劑的選用上充分考慮了涂布性、潰散性及發(fā)氣性。另外，涂料層為特定厚度的耐高溫的輕質(zhì)材料，既能夠有效地保護(hù)型筒，又減緩了鋼水的冷卻速度。因此通過(guò)采用本發(fā)明的涂料及其涂布方法，涂層既達(dá)到一定的絕熱效果， 又有一定的導(dǎo)熱性，這種平衡對(duì)于調(diào)節(jié)管坯的凝固特性非常重要。本發(fā)明對(duì)涂料涂布后的烘烤溫度與時(shí)間進(jìn)行了篩選，形成一定的高溫強(qiáng)度，能夠有效防止因涂料被鋼水沖刷形成夾雜物。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明涂料制備和涂布方法的具體實(shí)施例。1、型筒涂料的制備工藝 第一步制備鋯英粉涂料
首先按照60kg水配7立方分米膨潤(rùn)土粉的比例，將水和膨潤(rùn)土粉混勻，制成鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿，并靜置M-48小時(shí)，然后按照每5kg鋯英粉配1升鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿的比例將該鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿與鋯英粉混合均勻，制成鋯英粉涂料備用。第二步制備石英粉涂料首先按照20kg水配2. 5立方分米膨潤(rùn)土粉和3. 5升水玻璃的比例，將水和膨潤(rùn)土粉、水玻璃混勻，制成石英粉涂料用膨潤(rùn)漿，并靜置M-48小時(shí)， 然后按照每IOkg石英粉配1升石英粉涂料用膨潤(rùn)漿的比例將該石英粉涂料用膨潤(rùn)漿與石英粉混合均勻，制成石英粉涂料備用。第三步制備型筒涂料鋯英粉涂料與石英粉涂料按照1:1的體積比混合均勻制成型筒涂料。要求72小時(shí)以內(nèi)用完。所用的膨潤(rùn)土粉產(chǎn)于河南信陽(yáng)豐翔礦產(chǎn)品廠，密度為2. 5g/cm3，膨脹倍數(shù)22_36。2、型筒涂布工藝
1)、噴涂前將型筒預(yù)熱到225士25°C，并恒溫1-3小時(shí)；
2)、噴涂壓力0.5Mpa l.OMpa，噴涂過(guò)程中保持型筒溫度在200° C 250° C范圍以內(nèi)；噴涂次數(shù)5次 10次，涂層厚度要求4 士 0.3 mm；
3)、涂后烘烤至型筒溫度彡觀0° C并進(jìn)保溫1小時(shí) 2小時(shí)，進(jìn)行下一步的澆注。澆注工藝
離心澆注在臥式離心澆注機(jī)上進(jìn)行，離心鑄管成型的模具為內(nèi)壁經(jīng)過(guò)上述型筒涂料涂布的鍛造合金鋼型筒。鋼水出爐溫度控制在1640士 10°C，鋼水在鋼包中的溫度控制在1570士 10°C，鎮(zhèn)靜時(shí)間不少于鈿in，型筒轉(zhuǎn)速控制在800 r/min 870r/min，澆注速度彡100kg/s。澆注時(shí)間100 200秒，先快后慢。待鑄件凝固收縮和型筒溫度增高引起的膨脹、 型筒與鑄件之間出現(xiàn)較大間隙時(shí)，降低轉(zhuǎn)速1/3，停機(jī)后冷卻至300°C以下，便可脫模。離心鑄管的毛坯管壁厚100mm。
澆注時(shí)采用快速澆注、強(qiáng)制水冷，以細(xì)化結(jié)晶組織并提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。毛坯尺寸厚壁離心鑄管外壁由于有涂料層的影響，應(yīng)留有足夠的加工余量；內(nèi)壁由于夾雜物的聚集以及疏松層的存在，亦應(yīng)留出足夠的加工余量。外壁加工余量10 20 mm ；內(nèi)壁加工余量20 25mm0涂料層厚度對(duì)凝固時(shí)間的影響
不同厚度的涂料層對(duì)鋼水的凝固有不同的影響，其影響如下表所示。
表1不同涂料層對(duì)凝固時(shí)間的影響
權(quán)利要求
1.一種百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒的涂布方法，其特征在于1)、噴涂前將型筒預(yù)熱到225士25°C，并恒溫1-3小時(shí)；2)、噴涂壓力0.5Mpa l.OMpa，噴涂過(guò)程中保持型筒溫度在200° C 250° C范圍以內(nèi)；噴涂次數(shù)5次 10次，涂層厚度要求4 士 0.3 mm；3)、涂后烘烤至型筒溫度彡觀0° C并進(jìn)保溫1小時(shí) 2小時(shí)。
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒涂布方法的涂料，其特征在于按照以下步驟制備而成第一步制備鋯英粉涂料首先按照60kg水配7立方分米膨潤(rùn)土粉的比例，將水和膨潤(rùn)土粉混勻，制成鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿，并靜置M-48小時(shí)，然后按照每5kg鋯英粉配1升鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿的比例將該鋯英粉涂料用膨潤(rùn)漿與鋯英粉混合均勻，制成鋯英粉涂料第二步制備石英粉涂料首先按照20kg水配2. 5立方分米膨潤(rùn)土粉和3. 5升水玻璃的比例，將水和膨潤(rùn)土粉、水玻璃混勻，制成石英粉涂料用膨潤(rùn)漿，并靜置M-48小時(shí)，然后按照每IOkg石英粉配1升石英粉涂料用膨潤(rùn)漿的比例將該石英粉涂料用膨潤(rùn)漿與石英粉混合均勻，制成石英粉涂料備用；第三步制備型筒涂料鋯英粉涂料與石英粉涂料按照1:1的體積比混合均勻制成型筒涂料。
全文摘要
本發(fā)明是一種百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道離心鑄造型筒涂料及其涂布方法，噴涂前將型筒預(yù)熱到225±25°C，并恒溫1-3小時(shí)；噴涂壓力0.5MPa～1.0MPa，噴涂過(guò)程中保持型筒溫度在200°C～250°C范圍以內(nèi)；噴涂次數(shù)5次～10次，涂層厚度要求4±0.3mm；涂后烘烤至型筒溫度≥280°C并進(jìn)保溫1小時(shí)～2小時(shí)。本發(fā)明的涂料層為特定厚度的耐高溫的輕質(zhì)材料，既能夠有效地保護(hù)型筒，又減緩了鋼水的冷卻速度。能夠滿足百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠主管道管坯離心澆注的技術(shù)要求。
文檔編號(hào)B22D13/10GK102310160SQ20111027243
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者馮慶輝, 李政軍, 王根啟, 趙天明 申請(qǐng)人:煙臺(tái)臺(tái)海瑪努爾核電設(shè)備股份有限公司