核主泵转子屏蔽套真空热胀形原理及技术

（大连理工大学 材料科学与工程学院，辽宁 大连 116024）

屏蔽式核主泵由于其安全性强、可靠性高等优势，在三代核电技术中得到了广泛的应用[1]。与传统轴封泵不同，屏蔽式核主泵的转子直接暴露在核电站一回路的高压冷却液中。为保护转子免受一回路冷却液的侵蚀，需要在转子外套装转子屏蔽套[2]。转子屏蔽套通过热套装工艺装配在转子外侧，屏蔽套的制造精度和加工质量对热套装成功率和套装质量有着重要影响。AP1000核主泵转子屏蔽套通常由Hastelloy C276合金经裁剪、滚圆、焊接制得[3]，其内径大于550 mm，而厚度只有0.5 mm，为保证屏蔽套的热套装成功率及热套装质量，进而保证屏蔽套的安全服役，屏蔽套半径误差要求小于0.038 mm[4]。薄壁、大径厚比、高精度的要求使得AP1000核主泵转子屏蔽套的制造十分困难，即使采用精密剪裁、焊接，也很难达到误差设计要求[5]。

真空热胀形技术是一种针对薄壁桶件的精密成形技术，具有工艺稳定性好、成形精度高、成本低等优势，因此，为提高转子屏蔽套的制造精度，可通过真空热胀形技术对焊后的屏蔽套进行矫形。

真空热胀形其本质为蠕变时效成形在薄壁桶件精密成形过程的应用。目前已经有很多国内外学者对蠕变时效成形过程进行了研究。HO.K.C.等[6—7]建立了铝合金的蠕变本构方程，方程中考虑了微观组织演化对蠕变成形过程的影响，并通过此模型计算了铝合金板材的应力应变分布；Aaron C.L.Lam等[8]通过实验和有限元模拟的方式研究了AA2219铝合金板材的蠕变时效成形过程，并分析了强化梁、网格板、等栅格 3种强化方式对铝合金板材回弹的影响；……