中国实验快堆栅板联箱焊接件与钠的相容性

在模拟中国实验快堆运行工况条件下，对用不同来源304不锈钢制造的栅板联箱焊接件进行试验研究，分析和测试在450℃钠中浸泡3000h后焊接件的晶间腐蚀状况及其力学性能变化。试验结果表明：在本试验条件下，焊接件试样的平均腐蚀速率均小于0.9mg/（m_²•h）；焊接件的焊接区及热影响区表面均未出现晶间腐蚀；试验前后，试样的屈服强度、抗拉强度及延伸率均无明显变化。     

表面加工工艺对钨-钠相容性特征的影响

试验研究了表面加工工艺不同的旋锻钨和抛光钨与钠的相容性。在600℃、含30μg/g氧的金属钠中,旋锻钨和抛光钨的失重速率分别为1×10-4mm·a-1和2×10-4mm·a-1,两种钨与钠均有良好的相容性。旋锻钨试样在钠中的腐蚀失重量随着腐蚀时间增长而减少;抛光钨试样的失重量与腐蚀时间的倒数呈线性关系。X射线衍射分析显示,腐蚀后的旋锻钨试样表面腐蚀产物为NaxWOy和WxOy,而抛光钨则仅有NaxWOy。腐蚀失重曲线的不同和腐蚀产物的差异表明,表面加工工艺造成的表面状态对钨在钠中的腐蚀特性和机理有显著影响。经高温钠腐蚀后,旋锻钨试样的晶粒长大,断裂应力和显微硬度显著降低;高温钠腐蚀对抛光钨试样的断裂应力和显微硬度似乎无明显影响。断口分析结果显示,钠腐蚀前,旋锻钨和抛光钨试样的断口形貌均呈现沿晶脆断特征;钠腐蚀后,两种钨试样的沿晶脆断特征变得更为显著,为沿晶和穿晶混合型脆性断裂。     

中国实验快堆主容器母材及其颈部支撑焊接件在高温钠及钠蒸气中的腐蚀

在450℃钠和190℃钠蒸气中分别试验研究了中国实验快堆(CEFR)主容器316-316不锈钢焊接件及其颈部支撑316-5083钢焊接件与高温钠及钠蒸气的相容性特征.试验时间为3 000 h,钠中的氧含量及碳含量分别为＜25 μg/g和＜14 μg/g.试验后对腐蚀速率、微观腐蚀形貌、表面元素含量、力学性能进行了分析测试,结果表明,在本试验条件下,两种焊接件与高温钠及钠蒸气的相容性良好.     

钨靶件试样的热等静压工艺试验研究

分别选用锆和不锈钢作为ADS固体W靶的包壳材料，采用真空电子束焊制备了W-Zr及W-S.S.的小样品，在1200、1300、1400℃和180MPa下研究它们的热等静压（HIP）工艺条件。对HIP后的试样分别进行结合面微观观察、扩散层厚度，成分及其显微硬度的测试分析。结果表明：钨-锆及钨-不锈钢包壳管均结合紧密良好，未见间隙或微裂纹,也未见钨的晶粒长大；在钨-锆包壳管结合面处主要是锆向钨扩散，而钨向锆扩散很少。在本试验条件下，其扩散层深度在6-9µm；钨-不锈钢包壳管结合面处钨和铁的扩散明显，其扩散层深度约为13μm，而铬和镍的扩散较少；W-Zr及W-S.S.结合面的显微硬度值也表明在钨-锆及钨-不锈钢的结合面上有扩散层存在；在1300℃，180MPa进行等静压后，不锈钢包壳管的部分区域熔化，因此，1200℃，180MPa适合于钨-不锈钢，而1300℃，180Mpa最适合于钨-锆。     

高温钠热对流试验回路

为评价CEFR-回路承压边界材料及焊缝（储钠罐、主容器等部件材料）在高温钠中的腐蚀性能,需在部件工况条件下对其进行验证实验。高温钠热对流实验回路能有效模拟该类部件所处的工况条件。为此,设计和建造高温钠热对流实验回路,进行快堆材料的腐蚀性能考验,以期获得国产材料的高温钠腐蚀性能数据。1 回路设计特点 1）主要部件（高、低温段）和管道均采用同批号的0CR18Ni9国产管材制造,其成分与所验证的材料尽量相近,以避免和减少因系统材质不同对实验造成的影响。 2）回路采用指状扩散冷阱以维持回路中钠的氧含量在一定值。 3）回路样品和取放装置采用取放箱过渡,样品操作在氩气保护下的取样箱内进行,既     

CEFR主容器母材焊接件在高温钠中的腐蚀

CEFR主容器是不可更换的一级核安全设备,因此,主容器的材料问题备受关注。应该说材料本身不会有太大问题,但是,直径8m,高12m的堆容器加工是一项技术难度很高的工作。为确保反应堆安全,需对其加工工艺,特别是焊接工艺进行各项性能的评定,主容器母材焊接件在高温钠中的抗晶间腐蚀     

CEFR主容器颈部支撑焊接件在190℃钠蒸汽中的腐蚀

CEFR主容器是不可更换的一级核安全设备,为了确保堆安全,需对其加工工艺,特别是焊接工艺进行各项性能的评定,颈部支撑焊接件在钠蒸汽中的抗晶间腐蚀性能是其中之一。1试验方法试验在高温钠热对流回路的汽相试验段中进行。主容器颈部材料为瑞典进口的316不锈钢,颈部支撑5083钢为     

3 CEFR不锈钢波纹管焊接件在高温钠蒸气中的腐蚀验证试验

CEFR运行时，一次泵和中间热交换器支撑上的及大旋塞上人孔通道中的不锈钢波纹管均处在高温钠蒸气介质中，波纹管的焊接区在快堆运行工况下是否会发生晶间腐蚀，这直接关系到CEFR的安全运行，必须给予足够的关注。为此，在CEFR的工况条件下进行了摸拟试验，观察并分析焊接件材料与高温钠蒸气的相容性特征及晶间腐蚀倾向，为CEFR的安全运行及安全分析提供试验根据。     

2 ADS束窗材料的研制与性能试验

加速器驱动洁净核能系统（ADS）靶材及结构材料的辐照损伤及其与冷却剂的化学相互作用是ADS工程的关键问题之一。抗辐照和抗冷却剂腐蚀的结构材料研究一直是很多国家ADS项目的重要研究课题。本工作对ADS使用条件最为苛刻的束窗材料进行了研制及其性能试验。所研制的材料为马氏体钢，成分为9Cr2WVTa。在2003年研制与性能试验工作的基础上，2004年又对其后冶炼的两炉钢的部分性能进行试验研究。     

3 钨靶件的高温等静压（HIP）工艺试验研究

在加速器驱动的洁净核能系统（ADS）中，中子产生靶有两种类型：液态金属靶和固体金属靶。固体金属靶一般采用钨。在无辐照场的水中，钨与水的相容性较好，但在辐照场中，辐照脆化了的钨会因流动水的冲刷而造成剥蚀，因此，需用另一种抗辐照、抗腐蚀、中子学性能良好的金属作为固体钨靶的包壳。