1000MW核电站主管道90°弯头的铸造工艺及造型材料优化

《1000MW核电站主管道90°弯头的铸造工艺及造型材料优化》是一篇探讨核电站关键部件制造技术的学术论文。该论文聚焦于1000MW级核电站中主管道90°弯头的铸造工艺设计与造型材料的优化研究，旨在提高铸件的质量、降低生产成本，并满足核电安全运行的高标准要求。

在核电站系统中，主管道是连接反应堆核心与蒸汽发生器的重要通道，其结构复杂且承受高温高压的工作环境，因此对材料性能和制造工艺提出了极高的要求。90°弯头作为主管道的关键组成部分，承担着改变流体方向的作用，其铸造质量直接影响整个系统的安全性和可靠性。因此，针对这种关键部件的铸造工艺进行深入研究具有重要的现实意义。

论文首先介绍了1000MW核电站主管道的基本结构和工作条件，分析了90°弯头在实际应用中面临的挑战，包括材料强度、热应力分布、铸造缺陷控制等方面的问题。通过对现有铸造工艺的总结和对比，论文指出现有工艺在应对复杂几何形状和高精度要求时存在一定的局限性，亟需进行工艺优化。

在铸造工艺方面，论文提出了一系列改进措施，包括优化浇注系统设计、改进冷却制度以及采用先进的铸造设备。通过计算机模拟技术，如有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD），对铸造过程中的金属流动、温度场和应力分布进行了详细分析，为工艺参数的优化提供了理论依据。此外，论文还探讨了不同铸造方法（如砂型铸造、金属型铸造等）的适用性，并结合具体案例进行了比较分析。

在造型材料优化方面，论文重点研究了用于制造90°弯头的型砂和芯砂配方。传统型砂在高温下容易产生气体析出，导致铸件内部气孔和夹杂物缺陷，影响成品率和性能。为此，论文提出了一种新型复合型砂材料，该材料具有良好的透气性、热稳定性以及较高的强度，能够有效减少铸造缺陷的发生。同时，论文还对不同添加剂（如树脂、石墨粉等）对型砂性能的影响进行了实验研究，进一步验证了优化后的造型材料在实际应用中的优越性。

论文还对优化后的铸造工艺进行了试验验证。通过实际生产测试，结果表明，改进后的工艺显著提高了铸件的合格率，降低了废品率，并提升了产品的尺寸精度和表面质量。此外，新造型材料的应用也有效减少了铸造过程中产生的有害气体排放，符合环保要求。

最后，论文总结了研究成果，并指出未来可以进一步探索智能化铸造技术、绿色制造工艺以及多学科协同优化方法，以提升核电站关键部件的制造水平。该研究不仅为1000MW核电站主管道90°弯头的制造提供了理论支持和技术指导，也为其他大型核设施部件的铸造工艺发展提供了有益参考。