EJ T 1028-1996 锆-锡合金包壳燃料棒焊区腐蚀试验.pdf

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1、J准E蛐行核国和共民人华中EJ/T 1028-1” 6 错锡合金包壳燃料棒焊区腐蚀试验c。町”。mtestln1 r。rweldln1 zone of Zirconium-Tin a”。”daddlnafuel rad 060524000021 1”91ua布19102创冀篇中国核工业总公司发布EJ /T 1028-1996 前唁矗F自错锡合金包亮燃料棒焊区腐蚀试验是燃料棒制造过程中的重要检验项目之一。目前国外、国内均无标准方法可循，为满足压水堆核电站燃料棒腐蚀试验的要求，在秦山300MW首炉和两批换料及大亚湾核电站900MW首炉换料燃料棒焊区腐蚀试验的基础上编写成本际准。本标准规定了压水堆核

2、电厂错锡合金包壳燃料棒焊区腐蚀试验方法。本标准对水腐蚀和水蒸汽腐蚀试验条件及用控制标样判定试验有效性作了明确规定。水腐蚀的装水量计算和标样的酸洗方法，结合所使用设备和材料特点确定。本标准附录A是标准的附录。本标准附录B是提示的附录。本标准由核工业总公司燃料局提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位国营八一二厂本标准主要起草人：范玉安。1 范围中华人民共和国核行业标准错锡合金包壳燃料棒焊区腐蚀试验Corrosion testina for welding zone of Zirconlt1m-Tln alloys cladding fuel rad EJ/T 1028-1996 本标

3、准规定了燃料棒包壳管与端塞焊区的腐蚀性能试验方法、步骤和结果评定。本标准适用于以错锡合金为包壳的燃料棒焊区在高温高压水或水蒸汽中进行腐蚀的试验，也适用于错锡合金管、棒、带材的腐蚀性能复验和导向管组装件、格架、骨架的焊缝的腐蚀性能试验。2 方法提要将燃料棒焊接试样放在高温高压水或水蒸汽中进行规定时间的腐蚀，在控制标样（简称标样）腐蚀增重符合规定值的条件下，根据试样焊接区氧化膜的外观来评定焊接区的腐蚀性能。3试剂与材料3. 1 丙酣CHlCOCH）分析纯3.2 无水乙醇C,H,OH）优级纯3.3 硝酸HNOl），含量65%68%分析纯3.4 氢氟酸HF），含量40%42%分析纯3.S 去离子水，电

4、阻率不小于11060.cm 3.6不锈钢丝1Cr18Ni11TD，直径。.2mm3.7 已知腐蚀增重的标样，制备方法见附录B提示的附录）4仪器与设备4. 1 测量仪器4. 1. 1 分析天平，感量。.lmg 4. 1. 2 卡尺，分辨率为0.Olmm 4.1. 3 电导率仪，0l05S/cm04.2 化学酸搅装置酸洗及水搅设备应由耐酸材料制成，并配有测温装置和样品挂盘。4.3高压釜腐蚀试验装置中国核工业总公司1996-10-24批准1997-02-01实施1 EJ/T 1028-1996 高压釜釜体由1Cr18Nil1Ti不锈钢或由相当的材料按国家关于压力容器规范制造，必须装有测量和控制压力的

5、压力表、热电偶、安全阀以及高压排气阀等部件，以适应在400、10. 3MPa的水蒸汽介质和360、18.7MPa的水介质下进行长时间腐蚀试验。高压釜的加热体应具有自葫控温设备及测温和记录仪表，能将温度控制在规定试验条件范围内。4. 3.1 高压釜的校验4. 3. 1. 1 新的或经检修的高压釜在做检验之前，首先应测定在工作区轴向的温度分布，当加热体进行调整或更新后必须进行温度分布测试，其温度应在规定温度值的土3之内。4. 3. 1. 2 高压釜的校准实验采用已知腐蚀增童的三个腐蚀标样见附录B（提示的附录，分别置于高压釜均温区顶部、中部相底部，其腐蚀增重应介于已知腐蚀增重平均值土3o之内（为标样

6、腐蚀增重标准偏差，如有一个样品不合格则应重新试验。4.4 烘箱（0450）s 试验条件s. 1 水璜试验用水满足3.5规定。S.2 试梓数量限制置予高压釜内试样总表面积与高压釜容积之比应不大于0.lmi/L。S.3 试验参数s. 3.1 温度s水介质为3606$水蒸汽介质为400土3。S.3.2 压力：水介质为18.7MPa土1.4MPa z水蒸汽介质为10.3MPa土O.7MPa. S.3.3 时搁：72h或336h，或按产品技术条件规定的时间。S.4 测量仪表的校验s. 4.1 热屯偶或其它温度测量设备至少六个月校验一次，相对标准值的校正温度偏差最大不超过土3。S.4.2 压力测试仪表每年

7、校验一次，测量记录相对校验标准的相对偏差不超过土3%。S.4.3 电导率仅、天平和卡尺应每年校验一次。6 样品和试样6. 1 样品z尺寸、数量及选择方法应接产品技术条件或供需双方规定。6. 2 试样：上、下端塞环焊接50mm长在样品上截取。当腐蚀性能试验结果需重做时应在燃料棒上截取。6.3 用电刻笔在试样环焊区外刻号。7 标样每次试验时，在高压釜均温区的顶部、中部和底部各挂一个标样，腐蚀后，每个标样的内外表面应呈现黑亮致密氧化膜，腐蚀增重应满足z2 EJ/T 1028-1996 .1W-3运.1W运.:iw+3. (1) 式中：LlW一一标样腐蚀后增重，mg/dm2;.1W标样的巳知腐蚀增重平

8、均值，mg/dm2;一一标样的已知腐蚀增重标准偏差，mg/dm2。标样在脱膜后可以重新使用。8试验步骤8. 1 高压釜的清洗在试验之前，用丙酣（3.1)清洗，擦洗干净后再用去离子水（3.5）冲洗两次，保证釜内和密封面、样品盘及热偶管外表面无污染。8.2 标样的酸洗处理。8. 2. 1 酸搅8.2. 1. 1 酸洗液配比：去离子水（3.5）、硝酸（3.3）、氢氟酸（3.4）的体积比为10: 9 : 1，依次加入。8. 2. 1. 2 酸洗方法：将标样用洁净的不锈钢丝（3.6）捆好移入酸恍槽中，完全浸没标样样品使标样在酸洗液中做往复运行，酸洗时间为22.5min，酸洗液温度不得超过50，样品表面去

9、除量约为0.020.05mm。标样的冲洗：从酸洗液中取出标样尽快移入冲洗液中，流动水的温度不应超过24c.浸没时间大于5min，每分钟水流量应大于二倍槽容积，标样表面不允许有酸洗残留产物，否则，必须再次酸洗。此后再将标样全浸于去离子水中煮沸lOmin，使标样在水中往复运动，直至洗净为止。然后移入去离子水中漂洗Smin。8. 2.1. 3 干燥：标样清洗后可放入烘箱烘干，瘟度为45士5，时间3060min，也可用电吹风直接吹干之后置于干燥器中，静置30min以上。8. 2.1. 4 检查标样有无折叠、裂钱、鼓泡、异物、褐色酸巧染等，淘汰有上述缺陷的标祥。8. 2. 1. 5 标样的称重必须在标样

10、完全干燥后进行，在标样温度与天平温度和！同时才能进行称重。8. 2. 3 标样表面积计算见附录A标准的附录。标样尺寸可在腐蚀试验周期完成后测定，以减少标样沾污。8.3焊接试样的清洗用丙嗣（3.1)将试样表面的杂物、油市洗干净，并立即放入去离子水中漂流25min，清洗后的试样不允许用手直接触摸，与其接触的工卡量具必须进行清洗，存放时应保证试样处于良好的清洁状态。8.4 装釜和腐蚀试验8. 4. 1 将清洗后的焊接试样用干净的不锈钢丝（3.6）捆好，用去离子水（3. 5）冲洗一次后，挂在高压釜的样品盘上，应避免试样互相接触，3 EJ/T 1028-1996 8. 4.2 按4.3. 1. 2要求挂

11、标梓。8.4.3 釜中装入适量去离子水（3.5）。a）水腐蚀，所需水的体积1V=KV。V3 ).( 2) 式中：V一一装水量，mL;Vo 高压釜的有效容积，mL;v，一样品和固定物的体积（用量筒排水法测量），mL;K一对应温度和压力下的试验常数，由试验求得。考虑到要排除釜内的空气和培解在水中的氧，再加10%的过量去离子水（3.5）。b）水蒸汽腐蚀装入高压釜有效容积四分之三的去离子水（3.的。8.4.4 扣上釜盖，均匀拧紧螺帽，启动高压釜的加热器，加热升温。8.4.S 排气除氧，用排气法除氧。a）水腐蚀当釜温达到145c士SC时，把一塑料管接到排气间出口，另一端插入有刻度的装有定量水的容器中（容

12、器容积大于1升为宜，打开排气阀，使水蒸汽放入容器的水中，反复操作多次，直到将多装的水全部排出，关闭排气阀，当温度和压力升到要求值，进行自动控制保温。b）蒸汽腐蚀釜温达到150C土SC后开始放气，升温过程中反复操作多次直至达到所需的试验温度相压力后进行自动控制保温。8.4.6 在高压釜保温期间，如困中途停电和设备故障丽中止试验，经修复后可继续通电升温保温时间可相加累计。当达到规定的试验时间后切断电摞使高压釜自然冷却。8.4.7 待釜温降到室温，取出试样，用水清洗后，电吹风吹干。9 标样腐蚀增噩计算标样腐蚀后增重按下式计算1W= (W.-Wb) 103/A . (3) 式中：1W单位面积上的腐蚀增

13、重，mg/dm2;w.腐蚀后标样的重量，g;wb一腐蚀前标样的重量，g;A一一标样的表面积，dm2，见附录A标准的附录）。10试验有妓性判定三个标样均应满足第7章要求，否则试验无效。4 EJ/T 1028-1996 11 结果评定在试验有效的情况下，检查焊接试样焊区的颜色、光泽、表面状态，其状况应优于供需双方认可的腐蚀外观标样。12 检验报告单检验报告单应包括如下内容：一一试验去离子水的电阻率；一一试验的温度，压力和时间一一随炉标样的腐蚀增重值；一一试验是否有效；一一焊接试样腐蚀后焊区氧化膜外观形貌与技术条件要求对比，判定是否合恪；一一高压釜号和试验日期z一一报告人及完成试验的实验室名称。5

14、EJ/T 1028-1996 附景A（标准的附录错合金管表面积的计算公式Al 几何方法A = 0/2）（d外d内）（d外dI可2L) 10-(Al) 式中：A一错管的表面积，dm2;d肿一一错管的外直径，mm;d内一一错管的内直径，mm;L一一错管（标样）的长度，mm。A2 物理方法如果知道错管的密度，可由下式计算表面积zA= 4W,/p (d蚌d内）100式中：A错管的表面积，dm2;wb一一腐蚀前错管的重量，g;p一错管的室温密度，g/cm3;(d外d内）一一一错管的2倍壁厚，cm。对长度大于SOmm的薄壁管，物理法比几何法简便对长度小于50mm的薄壁管，采用物理法时还应加上两个端面面积，

15、即：A= 4W6/p(d外d内100-A2) （2)(d外d内）（d外d内102 (A3) 6 EJ月10”1“附录B提示的附录腐蚀控制标样的制备Bl 标样的制备z选取同一批号的错锡合金臂，经超声探伤和外观检查后车成长约30mm的短管（车时去掉有伤部位，按8.2要求进行处理。由标样的腐蚀试验按8.4进行。83 标样的腐蚀增重计算按第9章进行。84 标样的腐蚀均匀性检验z每根长管及各根长管间的腐蚀均匀性采用方差分析法进行检验。BS 标样的定值z将全部车好的标样统一编号，随机取样。腐蚀后，分别计算出水腐蚀和水蒸汽腐蚀标悻的单位面积的增重和标准偏差值。86 每批标样的数量应满足现场腐蚀试验23a的用量。7 唱且帆Am叫mwNe同LF国