Pourquoi choisir les pièces forgées de précision pour les petits réacteurs modulaires SMR ? Analyse technique des corps de pompe principale nucléaire et des ébauches de roue

Avec l'avancement rapide de la technologie des réacteurs nucléaires modulaires, le SMR (petit réacteur modulaire) est devenu une direction clé pour l'industrie nucléaire mondiale de nouvelle génération, grâce à sa faible empreinte, son déploiement flexible et ses performances de sécurité élevées. La pompe de circulation principale sert de « cœur » du système de refroidissement du SMR. En tant que composants essentiels de la pompe principale, les carters de pompe et les ébauches de roue fonctionnent en continu dans des conditions de haute température, haute pression et de milieu circulant. La stabilité de ces composants affecte directement la sécurité opérationnelle des petits réacteurs modulaires.

Pour répondre aux normes strictes d'exploitation de l'énergie nucléaire, les carters de pompe et les ébauches de roue ne peuvent pas être fabriqués à partir de pièces moulées ordinaires. Ils doivent être produits sous forme de pièces forgées de précision via la technologie de forgeage. Parallèlement, les pièces lourdes engins de chantierUtilisée pour la construction des infrastructures, la maintenance et la révision des équipements des centrales SMR, elle génère également une demande constante de composants sous pression forgés de précision. Un ensemble complet de processus incluant le formage par forgeage, la modification des propriétés par traitement thermique et l'usinage de précision est essentiel pour garantir le fonctionnement stable à long terme des équipements nucléaires SMR.

I. Deux principaux scénarios d'application : Composants de pompes principales pour SMR et pièces forgées de support pour engins de construction nucléaire

1. Pièces essentielles pour les SMR : Pièces forgées de précision des composants principaux des pompes – Corps de pompe et ébauches de roues

La pompe de circulation principale dans la boucle de refroidissement des SMR transporte des fluides de refroidissement à haute température.Carters de pompe et ébauches de roues sont des pièces forgées de précision de classe 1 sous pression.

Le formage par forgeage pour éliminer les défauts internes 

Le forgeage intégral est réalisé à partir de lingots d’acier allié spécial de haute qualité. Un rapport de forgeage raisonnable brise les gros grains de coulée et forme des lignes d’écoulement métallique continues, éliminant efficacement les défauts cachés tels que les pores, la porosité et les intercouches. Par rapport aux pièces moulées, les pièces forgées de précision présentent une résistance à la traction et une résistance à la fatigue considérablement améliorées, empêchant les fissures et les fuites sous un impact haute pression à long terme.

Traitement thermique pour optimiser les propriétés mécaniques globales

Les ébauches forgées subissent une gamme complète de traitements thermiques, notamment la normalisation, la trempe et le revenu, ainsi que le recuit de détente. La dureté et la résistance aux chocs sont précisément régulées pour éliminer les contraintes résiduelles de forgeage, éviter les déformations après l'usinage de précision ultérieur, garantir l'étanchéité des corps de pompe et le fonctionnement stable des roues, en s'adaptant aux conditions de fonctionnement alternées des SMR.

Une surépaisseur d'usinage est réservée pour répondre aux exigences de précision d'assemblage.Des ébauches de corps de pompe et de roues conformes sont produites par forgeage avec une surépaisseur d'usinage uniforme réservée pour l'usinage CNC de précision ultérieur. Cela garantit les tolérances dimensionnelles des surfaces d'étanchéité, des brides de montage et des surfaces de profil de fluide pour répondre aux exigences d'assemblage et de fonctionnement à long terme des pompes principales des petits réacteurs modulaires.

2. Scénario de support : Pièces forgées de précision pour engins de chantier dans la construction nucléaire

Un grand nombre d'engins de construction, y compris des grues sur chenilles, des véhicules de transport spéciaux et des équipements hydrauliques, sont utilisés lors de la construction des centrales, du levage des équipements, de la maintenance et des révisions des sites de SMR. Des pièces forgées de précision sont sélectionnées pour les corps de vannes hydrauliques, les supports de charge, les brides de raccordement haute pression et d'autres composants sous pression de ces équipements.

Bien que ces pièces forgées ne soient pas directement exposées aux milieux nucléaires, elles subissent des impacts de charges lourdes prolongés et une pression hydraulique élevée. La technologie de forgeage améliore la résistance structurelle, tandis que le traitement thermique élimine les contraintes de fabrication pour réduire le risque de rupture des composants, garantissant ainsi un fonctionnement continu fiable des engins de construction sur les sites de construction de SMR.

II. Le forgeage et le traitement thermique déterminent la qualité des pièces forgées de précision pour les corps de pompe principale et les ébauches de roues de SMR

1. Forgeage : Fondement des performances des pièces forgées de précision

Des schémas de forgeage personnalisés sont développés pour les carters de pompe principale et les ébauches de roues des réacteurs SMR :

·Contrôler la température de forgeage et les cycles de chauffage pour garantir la continuité des lignes d'écoulement du métal au niveau des surfaces courbes complexes et des zones de transition d'épaisseur de paroi ;

·Gérer strictement le taux de forgeage pour éviter les différences de propriétés entre la surface et le cœur des pièces forgées ;

·Adopter un positionnement par fixations tout au long du processus pour réduire la déformation des ébauches et les écarts dimensionnels, et diminuer les pertes lors de l'usinage ultérieur.

Les pièces moulées ordinaires développent facilement des micro-retassures internes, qui se dilatent progressivement sous les conditions de travail cycliques à haute pression nucléaire et provoquent des fuites. Les pièces forgées de précision produites par forgeage évitent ces risques dès le stade de la formation de la matière première, conformément aux critères de haute sécurité de conception des petits réacteurs modulaires SMR.

2. Traitement thermique : Exploiter le potentiel de performance des pièces forgées

Carter de pompe forgé et ébauches de roue portent des contraintes résiduelles massives et une répartition inégale de la dureté, un traitement thermique est donc obligatoire :

·Recuit de détente : éliminer les contraintes de forgeage et empêcher la déformation des composants après l'usinage de précision ;

·Trempe et revenu : équilibrer la résistance et la ténacité pour améliorer les performances anti-fatigue et anti-impact ;

·Traitement de stabilisation : améliorer la résistance à la corrosion intergranulaire des matériaux contre les milieux corrosifs dans les systèmes nucléaires.

Des éprouvettes sont conservées pour chaque lot de pièces forgées afin de tester les propriétés mécaniques, et des rapports complets de courbes de traitement thermique sont émis pour répondre aux normes d'audit des projets de réacteurs nucléaires SMR nationaux et internationaux.

III. Différences fondamentales entre les pièces forgées de précision nucléaires SMR et les pièces forgées industrielles ordinaires

1.Des normes d'acceptation plus strictes : Les pièces forgées de précision des carters de pompe principale et des ébauches de roue suivent les normes de contrôle non destructif nucléaire. Un contrôle par ultrasons et par magnétoscopie à 100 % est mis en œuvre, et tout défaut infime entraîne la mise au rebut. Les critères de contrôle par échantillonnage des pièces forgées de support pour engins de chantier sont également plus élevés que ceux des pièces mécaniques générales.

2. Processus entièrement traçables : Les enregistrements de forgeage, les courbes de traitement thermique, les rapports de spectrométrie des matériaux et les rapports de contrôle non destructif sont archivés de manière uniforme pour une vérification de traçabilité par les propriétaires de projet.

3. Exigences de conditions de travail spéciales : Les équipements de centrale nucléaire SMR sont conçus pour une longue durée de vie, de sorte que les pièces forgées doivent offrir une excellente résistance au fluage et à la fatigue ; les pièces forgées pour engins de chantier se concentrent sur les performances sous impact de charge lourde à court terme.

4. Complexité structurelle plus élevée : les ébauches de roue présentent des surfaces courbes complexes, et les corps de pompe contiennent des canaux d'écoulement irréguliers, ce qui impose des exigences plus élevées en matière de technologie de formage par forgeage et de précision dimensionnelle des ébauches.

IV. Périmètre de fourniture

1. Produits de support pour les petits réacteurs modulaires SMR : pièces forgées de précision pour les composants principaux de la pompe, y compris les ébauches de corps de pompe, les ébauches de roue, les pièces forgées de buses et de brides ;

2. Pièces forgées de support pour les engins de construction nucléaire : pièces forgées de précision telles que les pièces forgées de corps de vanne hydraulique, les pièces forgées de liaison porteuses et les brides haute pression fabriquées par forgeage ;

3. Service de support à l'exportation : fourniture en vrac pour les entrepreneurs généraux et les fabricants d'équipements nucléaires nationaux et étrangers. Un traitement antirouille par sablage et un emballage en caisse en bois pour l'exportation sont disponibles. Des documents d'inspection complets, y compris les rapports d'essais non destructifs, les certificats d'analyse des matériaux et les enregistrements de traitement thermique, peuvent être fournis.

V. Conclusion

Si vous recherchez un fournisseur de pièces forgées de précision nucléaire fabriquées par forgeage, et avez besoin d'acheter des ébauches de corps de pompe et des ébauches de roue (composants essentiels des pompes principales des petits réacteurs modulaires SMR), ou des pièces forgées sous pression pour engins de construction utilisés dans des projets nucléaires, nous proposons des services de traitement intégrés couvrant le forgeage et le traitement thermique.

Veuillez envoyer les dessins des produits, les paramètres des conditions de fonctionnement, le volume d'achat annuel, les normes d'acceptation et autres documents. Nous offrons des propositions de procédés gratuites, une production d'échantillons d'essai et des devis précis. Les visites d'usine sont les bienvenues. Nous fournissons des solutions clés en main pour résoudre les défis d'approvisionnement en pièces forgées de précision spéciales pour les applications nucléaires SMR.