核電站用核級08X18H10T不銹鋼管的國產(chǎn)化
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我國某核電站采用了俄羅斯的AES-91型核電機組。該核電站的總體設計方為俄羅斯,部分核島和常規(guī)島設計的分包方為中方,核島部分俄羅斯原設計的設備和管道用不銹鋼材料主要為08X18H10T鋼。為…
我國某核電站采用了俄羅斯的AES-91型核電機組。該核電站的總體設計方為俄羅斯,部分核島和常規(guī)島設計的分包方為中方,核島部分俄羅斯原設計的設備和管道用不銹鋼材料主要為08X18H10T鋼。為了便于國內采購,在設計時選用了ASME SA-312中TP321鋼替代俄羅斯標準中的08X18H10T鋼。
表1 試驗鋼的化學成分(質量分數(shù))%
牌號 | C | Mn | P | S | Si | Ni | Cr | Cu | Ti | N |
TP321 | ≤0.08 | ≤2.0 | ≤0.045 | ≤0.03 | ≤1.0 | 9.0~12.0 | 17.0~19.0 | - | 5wc~0.7 | ≤0.10 |
08X18H10T | ≤0.08 | ≤1.5 | ≤0.035 | ≤0.02 | ≤0.8 | 10.0~11.0 | 17.0~19.0 | ≤0.3 | 5wc~0.6 | ≤0.05 |
TP321 (轉化) | ≤0.08 | ≤1.5 | ≤0.035 | ≤0.02 | ≤0.8 | 10.0~11.0 | 17.0~19.0 | ≤0.3 | 5wc~0.7 | ≤0.05 |
從表1可知,轉化TP321鋼的化學成分中除鈦的含量保留ASME SA-312規(guī)定外,其他元素指標均與08X18H10T鋼的規(guī)定值保持一致。根據(jù)俄羅斯的設計要求,轉化鋼的拉伸性能應不低于08X18H10T鋼的規(guī)定值。為了使國產(chǎn)TP321鋼達到08X18H10T鋼的性能要求,研究人員分析了國產(chǎn)TP321鋼的化學成分、制造工藝以及熱處理工藝對TP321鋼室溫和350℃高溫拉伸性能、顯微組織和晶粒度以及抗晶間腐蝕性能的影響,確定了合適的成分與工藝。
結果表明:調整后工藝是在TP321鋼制造過程中增大坯料尺寸并在原有工藝的基礎上增加一道冷軋、中間熱處理和一道冷拔,然后在1100℃固溶保溫11min;工藝調整后制備的TP321鋼管室溫抗拉強度可由原有工藝的540MPa提高到556MPa,350℃屈服強度由170MPa提高到250MPa,晶粒度達4.5級;通過控制TP321鋼的化學成分使國產(chǎn)TP321鋼的力學性能既滿足ASME SA-312的規(guī)定,又達到08X18H10T鋼的要求,實現(xiàn)核電站用核級不銹鋼管的國產(chǎn)化(表2)。
表2 試驗鋼的拉伸性能
牌號 | 外徑/mm | 室溫 | 350℃ | ||
RP0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | RP0.2/MPa | ||
08X18H10T | ≤76mm | - | ≥549 | 37 | 196~343 |
>76mm | 186~333 | ||||
TP321 | - | ≥205 | ≥515 | ≥35/縱向 | - |
≥25/橫向 | |||||
TP321(轉化) | ≤76mm | ≥205 | ≥549 | ≥37 | 196~343 |
>76mm | 186~333 |
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