蒸汽發生器用導熱管及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種蒸汽發生器用導熱管及其制造方法。在蒸汽發生器用導熱管中，沿長度方向測量管內表面的表面粗糙度，從測量到的粗糙度曲線中抽取的50mm的范圍內的尺寸波動量為4μm以下，并且從管端到1000mm位置處的彎曲量為1mm以下，從而在制造管時能夠以較高的S/N比進行基于渦流探傷的檢查，能夠提高檢查效率，并且在向換熱器組裝時能夠容易地進行組裝操作。優選的是，本發明專利技術的蒸汽發生器用導熱管是通過包括使用40MPa以上的高壓潤滑油進行拉拔加工的冷加工工序、固溶化熱處理工序及由輥式矯正機進行的矯正工序的工序制造而成的。另外，優選的是，輥式矯正機設為使用了在旋轉軸的方向相互交叉的狀態下沿上下方向相對配置的至少5對鼓形矯正輥的輥式矯正機。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于核發電設備、火力發電設備的蒸汽發生器的導熱管及其制造方法。進一步詳細地說，涉及一種能夠通過基于對管內表面進行渦流探傷的檢查來提高檢查效率的。
技術介紹
另外，只要沒有特別記載，本說明書中的用語的定義就如下所述。“蒸汽發生器用導熱管”是指用于核發電設備、火力發電設備中的蒸汽發生器等的小徑長尺寸的導熱管。在此，特別將核發電用的蒸汽發生器導熱管也簡記作SG(steamgenerator )管。 用于核電站所使用的蒸汽發生器和給水加熱器等換熱器的U字狀的SG管是通過將細徑長尺寸的導熱管彎曲為U字狀制造而成的。該U字狀的SG管將利用渦流探傷自管內表面進行缺陷檢測的檢查，作為組裝到換熱器后的使用前檢查和作為使用了一定期間后的定期檢查。從確保核發電設備的安全性的必要性出發，對自該管內表面的渦流探傷的檢查基準是極其嚴格的。圖I是一例表示從管內表面進行渦流探傷的結果的記錄圖。如該圖所示，在記錄圖中示出了來自由檢查基準確定的標準缺陷的信號S、和具有恒定周期P的信號N。該信號N被稱作基礎噪聲(日文 一 7 7 ^ <)，其是由在管的軸線方向上產生的細微的尺寸波動引起的，為了防止將該信號N誤判為由檢測缺陷引起的信號、以迅速地進行缺陷判斷并實現檢查效率的提高，需要盡可能減小信號N的大小。在以下說明中，將來自標準缺陷的信號S與信號N之比稱作“S/N比”。例如，當進行自內表面的渦流探傷時，在根據記錄圖所示的信號進行自動判定的情況下，若基礎噪聲較大、即S/N比較小，則來自微小缺陷的信號隱藏在基礎噪聲中，導致難以區別微小缺陷與基礎噪聲。因此，在渦流探傷時，檢查員以肉眼觀察其結果，如果產生可疑信號，則以低速再次檢查該部分，對微少缺陷與基礎噪聲進行區分，因此檢查效率變低。由于基礎噪聲是由在SG管的長度方向上產生的細微的尺寸波動引起的，因此為了提高渦流探傷時的檢查效率，減少SG管的長度方向的尺寸波動變得很重要。這種SG管一般通過包括以下順序的制造工序制造而成(I)在冷加工工序中將管精加工到規定的尺寸；(2)在固溶化熱處理工序中去除管的殘余應力，并且使管的組織均勻化；(3)在矯正工序中使用輥式矯正機對管在固溶化熱處理工序中因殘余應力而產生的彎曲和橢圓進行矯正。在冷加工工序中，采用由使用了輥與芯棒的皮爾格式軋制設備進行的冷軋法(皮爾格軋制)、使用拉拔模、頂頭之類的工具的拉拔加工。在該拉拔加工中，為了減少工具與作為被加工材料的管相接觸而產生的摩擦、防止產生粘著、振動，一般在拉拔管的內外表面上形成化學轉化處理潤滑覆膜來實施潤滑處理。但是，由于SG管小徑且長尺寸，因此形成化學轉化處理潤滑覆膜需要一定時間，處理需要巨大的工作量，并且所使用的藥劑比較昂貴，操作成本升高。而且，由于SG管多采用Ni基合金，化學轉化處理潤滑覆膜難以形成在Ni基高合金的表面上，因此在制造由Ni基合金構成的SG管的情況下，化學轉化處理潤滑覆膜的形成處理所需的操作成本進一步升高。因此，在獲得由Ni基高合金構成的SG管的拉拔加工中，多采用高壓拉拔(強制潤滑拉拔法)。高壓拉拔是利用油潤滑覆膜進行潤滑處理的冷拔加工的一種，對實現冷拔加工的穩定化，并且提高拉拔的管的質量發揮較大的效果。采用高壓拉拔的管的拉拔加工通常通過以下步驟進行(I)在使潤滑油充滿插入有作為被加工材料的管的高壓容器之后，利用增壓機使潤滑油升壓；(2)升壓后的潤滑油在管與同高壓容器的打開端緊密接觸的拉拔模之間，和在管與固定在加工位置的頂頭之間形成潤滑油膜；(3)在利用所形成的潤滑油膜對管的內外表面強制潤滑了的狀態下，對管進行拉拔并利用工具精加工到規定的尺寸。關于基于這種高壓拉拔的拉拔加工，以往提出了各種方案，例如專利文獻I。專利文獻I提出了一種金屬管的拉拔加工方法，其使用高壓拉拔并通過冷加工來制造小徑長尺寸的管，其中，將伴隨著減厚加工(日文減肉加工)的至少最后的冷加工設為由500kgf/cm2以上的高壓潤滑油進行的頂頭拉拔。在專利文獻I中，通過將伴隨著減厚加工的至少最后的冷加工設為使用了高壓潤滑油的高壓拉拔，從而使所獲得的金屬管中不會產生粘著，并且減少管軸線方向的尺寸波動。在專利文獻I所記載的金屬管的拉拔加工方法中，由于所獲得的金屬管的管軸線方向的尺寸波動較少，因此能夠抑制在內表面渦流探傷中與金屬管的尺寸波動相伴的噪聲，從而能夠根據探傷裝置的輸出準確地檢測出內表面缺陷。但是，專利文獻I的實施例所示的管內表面的表面粗糙度Rmax (日本JIS 0601)為2.8iim 4.0iim，S/N比為13 18。上述值是在利用輥式矯正機進行矯正之前測量的，估計矯正后的金屬管的表面粗糙度比上述值高，S/N比比上述值低。另一方面，在制造SG管時，在矯正工序中所使用的輥式矯正機一般采用組合了多個鼓型的輥而成的斜輥式的結構。對于斜輥式矯正機而言，因輥的個數、排列(上下、左右方向)及配置(相對型、交錯型)的組合而存在許多結構，作為SG管的精整處理，使用的是相對配置的輥式矯正機。圖2是表示傾斜輥式矯正機的輥排列例的圖。輥式矯正機配置有在旋轉軸的方向相互交叉的狀態下沿上下方向相對配置的多對矯正輥Ra、矯正輥Rb (將這些輥統稱作R)，在圖示的輥排列中，由輸入側、中央及輸出側構成的3對矯正輥，即，矯正輥Ral和矯正輥Rbl、矯正輥Ra2和矯正輥Rb2以及矯正輥Ra3和矯正輥Rb3相對配置，且在輸出側矯正輥的出口具有輔助棍Re。通常將這種棍排列的棍式矯正機稱作(2 — 2 — 2—1)型矯正機。能夠分別獨立地調整該I對矯正輥Ral、矯正輥Rbl的相對間隔和交叉角度。另夕卜，也能夠分別獨立地調整I對矯正輥Ral、矯正輥Rbl和相鄰的I對矯正輥Ra2、矯正輥Rb2的高度方向位置。而且，也能夠分別獨立地調整I對矯正輥Ral、矯正輥Rbl與相鄰的I對矯正輥Ra2、矯正輥Rb2之間的距離、即軋機距離。當進行彎曲矯正時，以被矯正管I的表面沿著矯正輥的表面的方式對各個矯正輥R的旋轉軸相對于被矯正管I的交叉角度9、即輥角度進行調整。另外，將矯正輥Ral、矯正輥Rbi的相對間隔設定得稍微小于被矯正管I的外徑來施加滾壓(日文) 二)，并且通過調節相鄰的I對矯正輥Ra2、矯正輥Rb2的滾壓高度來施加偏移(日文才7七卜)從而對彎曲和橢圓進行矯正。關于由輥式矯正機進行的管的矯正方法，以往提出了各種方案，例如專利文獻2和3。在專利文獻2中記載有一種管的矯正方法，通過使用輥主體的至少外層部由硬度Hs為50 100的彈性體形成的矯正用輥，從而能夠在對管內表面的渦流探傷中以較高的S/N比進行檢查，該硬度Hs是通過日本JIS K 6301規定的彈性硬度試驗(A型)獲得的。 在專利文獻2的實施例中，使用了(2 — 2 — 2 — I)型矯正機作為棍式矯正機，其偏移量較大，為IOmm 11mm。另外，在專利文獻2的實施例中，示出了所獲得的SG管的外形尺寸的波動，其值為0. 004mm 0. 005mm，但是由于通過冷加工、矯正而施加在管上的應力在外表面與內表面上不同，因此管的長度方向的尺寸波動在內表面與外表面處也各異。因而，即使利用專利文獻2所記載的輥式矯正機進行矯正，是否能夠抑制管內表面的長度方向的尺寸波動也是不詳的。另外，專利文獻2的實施例所本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：豐田仁壽，黑田浩一，
申請(專利權)人：新日鐵住金株式會社，
類型：
國別省市：