中國報告大廳網訊,四代核電高溫氣冷堆示範工程進入批量建設窗口,超大型筒體鍛件成為卡脖子環節。最新產線數據顯示,600MW級核電壓力容器下筒體外徑Φ6320mm、內徑Φ5500mm、長度4000mm,毛坯質量約240t,是目前核電行業規格最大的高圈環形鍛件;通過熱-力-微觀組織耦合仿真,縮松缺陷當量由Φ3mm降至Φ1.5mm,一次性通過100%體積超聲探傷,為2026年核電壓力容器規模化製造提供數字樣板。
《2025-2030年中國核電壓力容器行業競爭格局及投資規劃深度研究分析報告》指出,縮松集中分布在錠身上部中心,冒口段碳質量分數0.205%,錠尾降至0.145%,必須在下料時完全切除水冒口以保證成分均勻。
錠身滾圓拔長總體變形量19%,表面最大應變4.3,心部應變<1,模擬指導將上下砧棱邊加工為圓角,損傷值由6.76降至<3,避免表面裂紋萌生。
寬砧鐓粗板直徑Φ4500mm,最大壓力169000kN,低於185000kN壓機上限,仿真誤差約10%。
旋壓+滾鍛外圓後,整體累計應變提升至2.4,有效破碎鑄態組織,為後續沖孔去除中心缺陷創造條件。
沖孔制坯直徑比D/d=3,採用Φ1300mm空心沖子,沖孔後端面凸出量<20mm,減少後續擴孔橢圓度。
沖孔後錠尾低碳區被整體去除,碳質量分數穩定在0.19%~0.20%,滿足SA-508M GR.3CL.1規範要求。
900mm上平砧+1400mm下V型砧,拔長鍛比2.0,壁厚方向心部累計應變6,避免單方向缺陷擴展。
拔長後表面最低溫度758°C,仍高於800°C工藝底線,無需二次回爐,節約能耗約12%。
馬槓直徑Φ1300mm,逐次局部加載帶動整體變形,擴孔後壁厚心部應變高達9,表面損傷僅0.88。
擴孔時間延長致表面溫度降至785°C,心部保持1100°C,溫差325°C形成「外硬內軟」有利形變條件。
核電壓力容器行業現狀分析指出,空冷試驗擬合得出鍛件-空氣熱交換係數11W/(m²·K),模具-坯料界面2000W/(m²·K),摩擦因數0.7,全部嵌入Forge模型,預測溫度場誤差<15°C。
第三方院校驗證表明,工藝仿真可替代傳統實體模擬件,研發周期縮短40%,製造成本降低30%,獲得國家核安全局製造許可。
總結:2026年核電壓力容器行業邁向600MW級高溫氣冷堆批量建設,超大型筒體鍛件通過「鐓粗-沖孔-芯軸拔長-擴孔」四步曲,實現240t鋼錠到Φ6320mm環鍛件的精準成形;全流程數字孿生將縮松缺陷控制在Φ1.5mm以內,100%超聲一次合格。仿真驅動的智能製造模式使核電壓力容器鍛件研發周期縮短40%、成本下降30%,為四代核電規模化落地提供關鍵材料支撐。
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