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蒸汽發生器管板深（shēn）孔鑽加工及清洗（xǐ）防護

2018-1-2 來源：中國一重大連加氫反應器製造有（yǒu）限公（gōng）司作者：李占偉

【摘要】蒸汽發生器是（shì）核島內的主設備之一，是壓水（shuǐ）堆核電廠一回路（lù）、二回路的邊界，它將反應堆產生（shēng）的熱量傳遞給蒸汽發生器二次（cì）側，產生的蒸汽經一、二級汽水分離器幹燥後推（tuī）動汽輪發電機發電，管（guǎn）板又是（shì）蒸汽（qì）發（fā）生器一二次側的壓力邊界（jiè），其中管板鑽孔是整個蒸汽發生器製造的關（guān）鍵工序，本（běn）文主要介紹蒸汽發生器管板深孔鑽加工過程、注意事項以及（jí）加工（gōng）後清理防護，以保證後序穿、焊換熱管的順利進行（háng）。

【關鍵詞】蒸（zhēng）汽發生（shēng）器（qì）管板深（shēn）孔加工鑽頭過程控製清洗防護

1 、前言（yán）

“十三五”期間（jiān），國家將大力推進核電站的（de）建設，蒸汽發生器是壓水堆核電廠一回路、二回路的（de）樞紐，它將反應（yīng）堆產生的熱量傳遞給蒸汽發生器二次側（cè），產生蒸汽推動汽（qì）輪機（jī）做功。管（guǎn）板又是分隔蒸汽發生器一（yī）次側、二次側介質的屏障，管板是蒸汽發生器中一二次側壓力（lì）邊界（jiè）的（de）一部分。蒸汽發生器管（guǎn）板與換熱管之間（jiān）采用全（quán）長度脹管加端部密封焊由此來保證管子與管板間（jiān）的（de）密封（fēng）性，消除管子與管板的間隙。

因此，對於蒸發器（qì）管（guǎn）板孔的孔徑公差（chà）、孔距公（gōng）差（chà）、形位公差及孔的粗糙度要求都很高。［1］某項目蒸汽發生器管板（bǎn）本體是 18MND5 低合金（jīn）高強度鋼鍛件（jiàn），最終加工後的厚度為 576mm，屬於（yú）超厚鍛件，管板一次側與堆芯冷卻劑接觸的表麵堆焊一層 INCONEL600 鎳基隔離層，厚度約為 9mm，需要加工 8948 個 19． 28 的換熱管孔（kǒng），因（yīn）此，深（shēn）孔（kǒng）鑽成為了蒸汽發生（shēng）器製造（zào）的關鍵工藝，也是決定管板製造周期的重要因素。

2、BTA 深孔加工的特點

由於蒸發器管板孔直徑為 19． 28( － 0． 03，+ 0． 07) mm，粗（cū）糙度要求Ｒa6． 3，尺寸及粗糙度要求較高，對於機床的加工精度提出（chū）較高要求，且管板上需鑽（zuàn）近 9000 個孔，為了縮短（duǎn）加工周期，需要多鑽頭（tóu）同時加（jiā）工。為了將影響深孔加工質量的不良因素（sù）的影響控製（zhì）到最（zuì）小，此項目（mù）蒸汽（qì）發（fā）生器管板深孔加工采用某進口 BTA 內（nèi）排屑深孔（kǒng）鑽，該 BTA 采用三軸同時加工，大大縮（suō）短了產品的加工周期，BTA 係統加工（gōng）有以下特點:

( 1) 切屑由鑽杆內部排（pái）出，切屑不會劃（huá）傷已加工（gōng）孔（kǒng）表麵，已加工表麵質量較好，排屑順（shùn）暢。

( 2) 由於排屑空間大，相對的冷卻潤滑壓力比槍鑽低，一般（bān）為0． 5 － 3Mpa，對密封及供油係統的要求比（bǐ）槍鑽低。

( 3) 鑽杆為圓（yuán）形截麵，其扭轉剛度及彎曲強度比槍鑽高，因此可以采用較（jiào）大的進給量鑽削，生產效率高。

( 4) 加工範圍廣，內排屑深孔鑽既可（kě）用於較大孔徑的深孔加工，也可用於較小孔徑的深孔加工。［2］

3 、加工前準備

為保證加工產品是萬無一失，在正式加（jiā）工產品（pǐn）前需進行試驗件的加工，試驗件應（yīng）與產品為同（tóng）材質（zhì）、同厚度、同樣的熱處理條件等（děng）等，做到完全模擬產品加工狀態。管板全厚度方向包括鍛（duàn）件本體 18MND5 及鎳基防腐蝕堆焊層，由於鎳基與合金鋼的加工性有很大差別，因此需要采用分層鑽削的方式，即鎳（niè）基堆焊層與管板本體（tǐ）采用不同的切削參數，經過大量的鑽孔（kǒng）對（duì）比試驗，最終確（què）定切削參數: 鎳基合金部分: 轉速 n =1200r/min，進給量 f = 60mm/min; 本體部分: n = 1450r/min，進給（gěi）量 f = 130mm/min。在該參數下切削綜合得出管孔的精度、粗糙度較好（hǎo）且加（jiā）工效率較（jiào）高。

當機床精度（dù）( 定位精度（dù），重複定位精度，BOZA( 內孔) 相對（duì）位置度) 檢定合格，鑽管、鑽套（tào）、銅套鑽管支（zhī）撐等確認合格後，按照實驗（yàn）切削參數（shù）在試驗件上連續加工出 124 個孔，一次檢查合格後，方可進行產品的加工。將兩塊 V 型鐵下墊可調墊鐵放置於工作台上，將管板組件放置於 V 型鐵上，管板一次側正對主軸，按照管（guǎn）板端麵及分（fèn）隔板短節加工麵（miàn）找正管板垂直、水平、扭別均在 0． 1mm 以內。V 型（xíng）鐵用壓板固定到機床工作台上，用鏈條壓（yā）緊筒節，在管板一次側端麵，外圓壓塊機二次側靠（kào）下部外圓（yuán），共設置 4 塊百分表，在 BOZA 頂（dǐng）緊和鑽孔過（guò）程中，操作（zuò）人員應隨時監測百分表指針示數，確保管板不出現移動、震動現象。

4 、使用刀具

圖1

BTA 深孔加工使用 19． 28mm 的多刃錯齒內排屑深孔鑽頭( 如圖 1) ，由於切屑刃錯（cuò）齒排列，故該種深孔（kǒng）鑽能夠實現（xiàn）完全分屑，加之有斷屑台，容易形成“C”形切屑，有利於切屑的（de）順利排出。

鑽頭的刀片布置比較合理，可以使徑向力始（shǐ）終壓向導向塊，導（dǎo）向塊（kuài）緊貼已加工孔（kǒng）壁向前推進，鑽孔（kǒng）直線度比（bǐ）較好。由於錯齒分屑，切削力及扭矩都（dōu）比較小，切削（xuē）變形小，產生（shēng）的切（qiē）削熱較少。［2］在每（měi）一個新鑽頭用（yòng）於管板鑽孔之前，操作者須（xū）目視檢查確認鑽頭切削刃完好，並在試（shì）驗（yàn）件上（shàng）鑽一個孔，測量、確認（rèn）鑽孔的直（zhí）徑、表麵（miàn）粗糙度和垂直度滿足相關要求，孔內（nèi）表麵無任何突出的毛（máo）刺、螺旋溝等缺陷，為保證鑽（zuàn）削質量，每個新鑽頭的使用壽命（mìng）規定為最多鑽 12 個孔，用過的鑽頭進行統（tǒng）一編號，記錄加工每個（gè）孔所用的鑽頭編（biān）號。

5 、過程質量控製

( 1) 在加工過程（chéng）中，機床始終保持“人不離（lí）機”，時刻注意觀（guān）察切屑情況，出現長切屑應停機檢查;

( 2) 操作者應時刻注意觀察刀具監控係統曲線（xiàn）變化，出現異常波動、升高或自動退刀後應停機檢（jiǎn）查;

( 3) 時刻注意（yì）觀察功率、扭矩、切削油壓力、流量監控，出現（xiàn）異常或自動退刀後應（yīng）立即停機檢查;

( 4) 時刻注意觀察切削油溫度情況，油溫超過 28 － 38℃ 範圍應停機檢查（chá）;

( 5) 時刻注意觀察工件所壓百分（fèn）表狀（zhuàng）態，表針變化大於 0．02mm 時停機（jī）調整;

( 6) 各班次（cì）使用的鑽頭（tóu），必須在（zài）交班前由各班次全部消耗掉，若有未達到壽命的鑽頭也不再使用;

( 7) 管板（bǎn）鑽孔過程中，沒加工最多 10 個鑽孔（kǒng）循環幾每次換刀間隙，操作人員檢查各孔的直徑、表麵粗糙（cāo）度、孔心距幾垂直度滿足管板先關（guān）參（cān）數要求，並記錄。

6 、加工後清整及清洗

BTA 深孔鑽加工完成 8948 個管板孔後，管板（bǎn）一次側（cè）、二（èr）次（cì）側孔口均（jun1）存在飛邊及毛刺，為保證後續換熱管能順利穿入管板孔，並且保證（zhèng）管子－管板密封焊合格，需要對管板（bǎn）二次側（cè）用專用倒角刀加工出 C0． 7 的倒角，並用專用百（bǎi）葉輪修磨（mó）管板一次側毛刺。

當倒（dǎo）角、清（qīng）整完成後，需要對管（guǎn）板一（yī）次側、二次側表麵、管板孔內（nèi）部進行清洗，去除（chú）表麵雜質，清洗合格後，要將（jiāng）所有管板（bǎn）孔兩端用毛氈塞堵好，同時用氣相防鏽膜將管板一、二次側表麵密封防護，與外界隔離，以滿足後序穿換熱管時（shí）對管板清（qīng）潔度（dù）的（de）要求。

7 、結語

該台蒸汽（qì）發生器管板孔已全（quán）部加工完（wán）畢（bì），且百分（fèn）之百檢查（chá）合格，說明按照此工藝加工以及過程控製（zhì）有效，現已清洗封存完成，為（wéi）後續換熱（rè）管（guǎn）的穿、焊打下良（liáng）好基礎。

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