
文章图片

文章图片

文章图片
江苏激光联盟导读:
本研究以阀门阀体(SS316L)的制造为重点 , 进行了多项机械性能评估 。 关键词:核材料 金属增材制造 安全等级1级阀门
可用于定制、小规模生产的增材制造(3D打印)技术正在出现 , 通过更换现成的、大规模生产的部件 , 将有可能有效、快速地维护核电站的工业设施 。 3英寸核安全1级阀是压水堆使用的典型安全级部件 。 由于阀体零件重30kg , 长度300mm , 流道形状在内部 , 传统的激光粉末床融合(L-PBF)方法难以制造 。 因此 , 结构稳定性是一个问题 , 需要太多的不可拆卸的支撑 。 它可以通过L-DED五轴操作和CNC(计算机数控)加工制造 , 该方法在尺寸精度、装配和连接方面取得了令人满意的效果 。 利用这种成功的制造方法 , 进行了机械性能测试 , 特别是室温/高温拉伸、疲劳和射线照相测试 , 并描述了制造原型的详细过程 。
介绍
2011年福岛第一核电站事故发生后 , 许多运营核电站的国家都在考虑兴建非核电站 。 在这种全球趋势下 , 由于韩国的能源转换政策 , 目前还没有新核电站的建设 。 在全球范围内 , 核电行业将萎缩 。 核电站零部件供应商将倒闭 , 核电站将被淘汰 , 导致供应线路无法维持 , 产品也将停产 。 在这种情况下 , 增材制造(AM)技术是一个很好的替代方案 。 可用于定制、小规模生产的AM技术正在兴起 , 并被强调为大规模生产制造技术的替代技术 。
DED技术用于制造大型结构件 , 因为它的精度低于PBF(±1?mm , 而不是±0.05?mm) , 但更快(高达10倍) 。 例如 , “NorskTitanium AS”公司使用其内部的“快速等离子沉积?”工艺为波音787梦想客机制造钛结构部件 , 在该工艺中 , 钛丝在充满氩气的腔室中熔化 。 这种方法使每架飞机的费用减少了200万至300万美元 。 “泰利斯阿莱尼亚太空公司”与“挪威钛AS公司”合作 , 将购买-飞行比率降低了一半 , 交货时间缩短了6个月 。 GKN航空航天公司为“空中客车赛峰发射器”公司生产的“Vulcan 2.1”发动机开发了首个先进的“阿丽亚娜6喷管(SWAN)”(见下图a) 。 通过大规模的DED生产出直径为米的2.5个喷嘴 , 零件数量(从1000个减少到100个)、成本(~40%)、生产时间(~30%)等都得到了减少 。
(a)在前景中 , Vulcain 2演示喷嘴使用超过50?kg的DED材料[222
;(b) AW350 XWB的AM钛支架 。
粉末床融合(PBF)技术的高精度允许组件设计的优化和与其他功能的集成 。 该技术主要用于较小且复杂度较高的部件 。 为空客A350 XWB开发的支架重量减轻了30% , 制造时间减少了约75%(见上图b) 。 Arconic为空客A350 XWB和A320测试版本和美国宇航局SLS/Orion航天器通风口制造钛机身和发动机吊架组件 。 GE航空正在使用金属PBF机器来制造下一代喷气发动机部件 , 其特点是形状复杂 , 以获得更好的冷却路径和支撑 。 使用寿命增加了5倍 , 所需零件数量从18个减少到1个 , 重量减少了25% 。
最终将发展增材制造反应堆设计、分析和制造技术相关的核心技术 。 然而 , 目前金属增材制造还不是一项能够直接替代传统制造方法的完整技术 。 在零件形状实现方面 , 需要进行两次以上的顺序加工 , 根据待加工零件的尺寸和最小厚度 , 以及悬挑结构的位置和分布 , 修改增材制造方法 。 增材制造工艺与铸造等传统材料制造工艺相似但又有所不同 。 为了控制增材制造后的内部孔隙率和表面粗糙度 , 还需要采用后处理技术 。
3英寸CVCS(化学和体积控制系统)放低控制阀(规格:3英寸 , 2500磅 。, 设计压力为3025psig , 设计温度为650°C , 车身液压测试结果为633 kg/cm2) , 完成流体供应和分配、减压和流量任务 。 这种阀门用于控制压力 , 除了核电外 , 在许多工业中也有类似的用途 。 特别是 , 核安全等级阀门除了水压、操作和流量测试外 , 还需要进行环境测试 。 因此 , 增材制造技术的应用及其在零件制造中的应用具有重要意义 。 阀门底部的金属组件由阀体、阀盖和保持架组成 。 机身和阀盖采用SA351-CF8M , 即SS316L , 保持架采用SS17-4PH 。 这些零件都是用L-DED方法打印出来的 , 然后组装成成品 。 他们还将接受绩效评估 。
推荐阅读
- 酷似克苏鲁之眼!AI仿生眼未来将超越人眼,成为元宇宙之门?
- 腐蚀试验的测试目的和检测项目
- 最近只有34.1万公里!又一颗小行星被发现,我国天文学家立功
- 旋挖钻机行业9大骗局,各位老板请注意
- 电磁搅拌控制激光固态成形Inconel 718高温合金的组织和机械性能
- 通过等离子体增强激光纳米焊接提高金属纳米电极的导电性
- 中科院开发纳米传感器,可高效检测氨基脲和肝素
- 科学家在秘鲁发现数千洞穴带,排布均匀有规律,疑似外星机械所为
- 特利迦:机械武佐神揭秘,伊格尼斯的极品收藏,由宇宙人制造
- 定向能沉积(DED)增材制造: 物理特性、缺陷、挑战和应用(二)