核電站用核級08X18H10T不銹鋼管的國產(chǎn)化
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無錫不銹鋼材料主要為08X18H10T鋼。為了便于國內(nèi)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(zhì)量分數(shù))%
牌號
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C
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Mn
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P
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S
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Si
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Ni
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Cr
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Cu
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Ti
|
N
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TP321
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≤0.08
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≤2.0
|
≤0.045
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≤0.03
|
≤1.0
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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(zhuǎn)化)
|
≤0.08
|
≤1.5
|
≤0.035
|
≤0.02
|
≤0.8
|
10.0~11.0
|
17.0~19.0
|
≤0.3
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5wc~0.7
|
≤0.05
|
從表1可知,轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。
表2 試驗鋼的拉伸性能
牌號
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外徑/mm
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室溫
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350℃
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||
RP0.2/MPa
|
Rm/MPa
|
A/%
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RP0.2/MPa
|
||
08X18H10T
|
≤76mm
|
-
|
≥549
|
37
|
196~343
|
>76mm
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186~333
|
||||
TP321
|
-
|
≥205
|
≥515
|
≥35/縱向
|
-
|
≥25/橫向
|
|||||
TP321(轉(zhuǎn)化)
|
≤76mm
|
≥205
|
≥549
|
≥37
|
196~343
|
>76mm
|
186~333
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結(jié)果表明:調(diào)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(diào)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)。