控制棒

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锆合金管与铪管生产

锆合金管与铪管生产
    一锆—2合金管与铪管生产
潜艇动力堆用的核燃料包套管使用锆—2合金管,控制棒使用的是铪管。
1965年,九○二厂(所)开始筹建以后,分配到该厂的工程技术人员陆续到北京有色金属研究院参加了锆—2合金管研制。
1967年中央军委为加快核潜艇工程建设,发出了建国以来第二号“特别公函”,要求全党、全军、全国人民全力以赴完成核潜艇工程任务。
1967年12月29日冶金部召开会议,决定集中力量,将北京有色金属研究院承担锆管任务的七○一车间成套设备和技术骨干搬迁到宝鸡。九○二厂(所)于1968年5月轧出了第一根<img=10sx072t00187_00_00078aa.jpg>8×0.65×3000毫米的锆—2合金管。
1969年初,冶金部给九○二厂(所)正式下达了13种规格的锆和铪材任务。其中<img=10sx072t00187_00_00078ab.jpg>8.1×0.7×1450毫米的锆—2合金管共计3840支,故称之为“3840”会战。
在“3840”会战中,九○二厂(所)动员全体职工,一方面配合十二冶金建设公司积极施工,加速厂房建设和设备安装,另一方面,组织力量在短时间内自制设备40多台(件),形成了比较完整的生产线。
铸锭的冶金质量是影响加工材料质量的首要因素,锆、铪铸锭都要分析20多个元素,对纯度及合金元素含量要求十分严格。而熔铸车间同时生产7种以上稀有金属,使用大致相同的设备,在几十道大小工序中,锆、铪随时都有被其它金属元素以及杂质、灰尘、炉内残留气氛沾污的可能性。为了保证不致沾污,采取了一系列防污措施。如:改用不锈钢桶盛料,消除“硼灾”。为提高铸锭质量,解决大铸锭锡偏析问题,不断改进工艺,采用Zr—Fe—Cr—Ni中间合金,保证铸锭成份均匀,使得铸锭成品率达到国外同规格产品的水平。
在制管过程中,也出现许多新问题。会战初期,管材成品率不到15%。加工车间技术人员和工人,从伤情分析入手,经大量分析发现,三辊轧机各辊辊型不一致是产生“梅花状”断面的原因,便把三个轧辊在磨床上一起磨,保证辊型的一致性,消除了“梅花状”断面,从而消除了涡流探伤时出现的“芦苇荡”状奇怪信号。经上述综合治理后,使管材成品率提高到25%以上。
在材料腐蚀性能检验方面,曾遇到过一些难题。如经常出现许多“白亮条”和“云雾状”等异常现象,对产品性能的影响及产生的原因,一时弄不清楚。为此北京有色金属研究总院、九○二厂(所)、909基地、194所组织联合攻关组。九○二厂(所)材料研究室,经大量腐蚀、解剖试验,终于查清了产生各种现象的原因,不仅为“3840”会战扫除了障碍,而且也为国内核材料的研究积累了经验。
会战始终都注重加强质量管理,九○二厂建立了严格的“525”产品生产管理体制。在熔炼车间成立了“525”小组,在制管车间实行技术人员分批跟料制。各道工序建立了详细的原始记录,工艺卡片要经过严格的审查,成品管要经过车间检查负责人、车间负责人、厂检查负责人、厂生产指挥组长签字才允许出厂。至今还保留着每根锆、铪管材完整的技术档案。
九○二厂(所)的广大职工,克服建厂初期在生产、生活上遇到的各种困难,经过近一年的紧张战斗,胜利地完成了“3840”会战任务。
1970年2月15日,冶金工业部又一次召开会议,安排锆材生齐任务,分别由三家承担,九○二厂(所)接受任务,占总用量的72.6%。1971年7月15日,九○二厂(所)再次承接锆材任务,占总用量的73.8%。
九○二厂(所)为核动力装置提供的锆—2合金管,经过长周期运行,开堆检查未发现损坏,专家认为锆—2管材质量可靠。
铪管主要由九○二厂(所)生产,在技术人员、工人和干部的共同努力下,克服熔炼、加工中遇到的各种困难,胜利地完成铪管生产任务,共提供铪材4吨多。
二 秦山核电站用锆—4合金管生产
秦山核电站是中国自行设计、制造的第一座核电站。该站反应堆需要专用材料锆—4合金,核工业部于1972年11月委托宝鸡有色金属研究所等单位进行研制。经过3年的实验研究、扩大试验和工业性生产,各项技术指标均达到任务书所规定要求。1975年10月,经请示冶金部军工办和陕西省冶金局同意,在宝鸡召开了“锆—4合金审定会”,获得国防科工委技术成果三等奖。
秦山核电站工程在中断一段时间后又重新上马,设计部门结合国外反应堆运行的经验教训,经过重新设计,为保证核电站的安全运行,对锆—4合金管提出了更高的标准要求。经中国有色金属工业总公司军工办和核工业部物资局商定,将秦山电站核燃料包壳管锆—4合金管材安排给宝鸡有色金属加工厂试制。宝鸡有色金属加工厂于1985年3月开始试制工作。1986年4月与核工业部八一二厂正式签定了17472支<img=10sx072t00187_00_00078ac.jpg>10.04×0.72×3200毫米锆—4合金管供货合同。
为保质保量完成锆—4合金管材任务,厂长、总工程师亲自指挥、副总工程师任技术负责人。充分利用宝鸡有色金属加工厂和宝鸡稀有金属加工研究所联合的优势,开展了12个专题的试验研究工作。结果新标准:管材内表面喷砂、氢化物取向、高温屈服强度、弯曲度、尺寸精度等五项指标均超出或严于科研时的技术条件,所有技术指标均达到美国ASTM—B353—85标准。
宝鸡有色金属加工厂1980年开始小批量2r—4合金铸锭的熔炼试验,1986年到1988年3月,进行了2r—4合金铸锭的批量试生产,在试制生产过程中,通过Zr—Fe—Cr中间合金的研究及原料处理工艺和熔炼工艺的改进,保证了铸锭的化学成份的均匀性和良好的冶金质量。同时,通过添加合金元素氧化物的特殊方法,有效的将铸锭的氧含量控制在0.09~0.16%,解决了国内Zr—4合金铸锭生产中的关键难题。
由宝鸡有色金属加工厂和宝鸡稀有金属加工研究所组成的《锆—4合金管材加工工艺研究》攻关小组,改善了成品管材组织、性能的均匀性,提高了管材力学性能,改善了氢化物取向,技术指标全部达到技术标准的要求。铸锭到成品的综合成品率提高7%左右。 成品管材内表面喷砂机研制小组,在参考资料少,国内无样机的情况下,攻克了砂量控制、自动显示、大喇叭等难关,设计制造了国内第一台管材内表面喷砂设备,性能完全达到管材加工工艺的要求。
根据《中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例》和《核电厂质量保证安全规定》,宝鸡有色金属加工厂按照质量保证体系的要求,建立健全了质量责任制,明确了各级责任人员的职责。对质量文件的编写、修改、审批制定了严格的程序,生产过程设置了工序管理点和责任人员,重点工序实行质量通行证。对产品的售后服务、质量信息、档案管理制定了严格的制度。强化质量检验,对原辅材料的采购、复检以及对生产过程中产生的不合格品的处理做出了明确的规定,从而形成了一整套的严格质量保证体系,确保了产品质量。
宝鸡有色金属加工厂经过一年半的努力,完成了各专题试验研究工作,确定了最佳工艺,恢复闲置了13年的管材内径超声与涡流检验设备,重建了β测厚装置,自制或购置了50余台(套)工艺设备、检验仪器,形成了锆—4合金管材生产线,于1987年4月为秦山核电站生产出了第一批1000支锆一4合金管。1988年6月全部完成生产任务,并为核工业部八一二厂酸洗、内表面喷砂处理了14000支上海有色金属研究所早期生产的锆—4合金管。