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(shè)計方為俄羅斯，部分核島和常規(guī)島設(shè)計的分包方為中方，核島部分俄羅斯原設(shè)計的設(shè)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(shè)計時選用了ASME SA-312中TP321鋼替代俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)中的08X18H10T鋼。
表1 試驗鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?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(zhuǎn)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(zhuǎn)化TP321鋼的化學(xué)成分中除鈦的含量保留ASME SA-312規(guī)定外，其他元素指標(biāo)均與08X18H10T鋼的規(guī)定值保持一致。根據(jù)俄羅斯的設(shè)計要求，轉(zhuǎn)化鋼的拉伸性能應(yīng)不低于08X18H10T鋼的規(guī)定值。為了使國產(chǎn)TP321鋼達(dá)到08X18H10T鋼的性能要求，研究人員分析了國產(chǎn)TP321鋼的化學(xué)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
|
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(zhuǎn)化）
|
≤76mm
|
≥205
|
≥549
|
≥37
|
196～343
|
|
＞76mm
|
186～333
|
||||
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(chǔ)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(dá)4.5級;通過控制TP321鋼的化學(xué)成分使國產(chǎn)TP321鋼的力學(xué)性能既滿足ASME SA-312的規(guī)定，又達(dá)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)。