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)量分數(shù))%
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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
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N
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TP321
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≤0.08
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≤2.0
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≤0.045
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≤0.03
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≤1.0
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9.0～12.0
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17.0～19.0
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-
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5wc～0.7
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≤0.10
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08X18H10T
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≤0.08
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≤1.5
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≤0.035
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≤0.02
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≤0.8
|
10.0～11.0
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17.0～19.0
|
≤0.3
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5wc～0.6
|
≤0.05
|
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TP321
（轉(zhuǎn)化）
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≤0.08
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≤1.5
|
≤0.035
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≤0.02
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≤0.8
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10.0～11.0
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17.0～19.0
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≤0.3
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5wc～0.7
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≤0.05
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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
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牌號
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外徑/mm
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室溫
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350℃
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||
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RP0.2/MPa
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Rm/MPa
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A/%
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RP0.2/MPa
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||
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08X18H10T
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≤76mm
|
-
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≥549
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37
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196～343
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＞76mm
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186～333
|
||||
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TP321
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-
|
≥205
|
≥515
|
≥35/縱向
|
-
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≥25/橫向
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|||||
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TP321（轉(zhuǎn)化）
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≤76mm
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≥205
|
≥549
|
≥37
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196～343
|
|
＞76mm
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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(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)。