EJ T 912-1994 U Si -Al板型燃料组件制造的质量控制.pdf

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1、E 核国和共民人华中EJ/T 912-94 U3Si2-Al板型燃料组件制造的质量控制1994-10-24发布060824000176 1995-01-01实施中国核工业总公司发布中华人民共和国核行业标准U3Si2-Al板型燃料组件制造的质量控制1 主题内容与适用范围EJ/T 912-94 本标准规定了研究堆和试验堆用U3Si2-Al板型燃料组件制造的质量控制的一般要求、制造工序、质量计划、检验项目和检验方法。本标准适用于以U3Si2-Al弥散体为燃料芯体，以铝合金为包壳的板型燃料组件制造的质量控制。2 引用标准GB/T 19002 质量体系一一生产和安装的质量保证模式GJB 466 理化试验

2、质量控制规范GJB 593 无损检测质量控制规范HAF 0410 核燃料组件采购、设计和制造中的质量保证EJ/T 541 U3Si2-Al板型燃料组件技术条件EJ/T 781 研究堆板型燃料元件铀均匀性检测方法EJ/T 782 U3Si2-Al燃料板铀235装载量的控制与测量EJ/T 828 核工业产品开发研制的质量控制要求EJ/T 910 U3Si2-Al燃料板芯体定位方法EJ/T 911 U3Si2中硅含量的测定容量法3 一般要求3.1 总则承制单位必须保证产品质量符合产品技术条件的规定和合同要求。3.2 技术文件技术文件应包括za. 图纸sb. 技术条件，c. 制造工艺规程和检验规程sd

3、. 制造和检验大纲，e. 制造工艺、检验及人员合格审查的程序F中国核工业总公司”94-10-24批准1995”。1-01实施1 . 质量保证大纲$g. 引用标准。EJ/T 912-94 3.3 质量控制3. 3. 1 制定质量保证大纲3. 3. 1. 1 供方应按GB/T19002和EJ/T828的规定建立质量体系，并使其持续有效地运行。3. 3.1. 2 质量体系内容包括za. 建立组织机构及管理职责Fb. 编制质量计划和质量手册，c. 编制工艺规程、检验规程和安全规程Fd. 合同评审se. 文件控制sf. 采购控制Fg. 工序控制Fh. 检验控制；I. 不合格品的控制；J. 搬运、贮存、包

4、装和交付Fk. 质量记录Fl. 质量审核；m.人员培训和考核。3.3.2 先决条件进行生产操作和检验之前必须符合下列要求za. 工艺鉴定合格；b. 工艺文件、作业指导书和质量保证文件（例如：工艺流程图、设计和加工图纸、技术条件、操作规程和安全规程、工序传递卡、质量保证大纲、质量计划、检验方法标准、检验结果报告单样张等符合设计和合同要求Fc. 生产设备、工艺装备、检验设备、计量器具及仪器经检定合格；d. 原材料、零部件、半成品和成品经认定合格；e. 工作环境符合规定Ff. 操作人员、检验人员经考核合格。3.3.3 合格审查3. 3. 3. 1 制造工艺的合格审查a. 开始加工之前，应进行鉴定试验

5、，对制造工艺进行合格审查。b. 进行鉴定试验之前，供方应编制鉴定试验大纲，并执行各项必要的初步试验，制订工艺评审要求和制造工艺技术规程。c. 制造工艺通过合格审查后，应发证书，写明审查合格的项目和有效期。d. 产品质量明显下降和有效期满时，都应重新进行合格审查。2 EJ/T 912-94 e. 任何技术状态的改变，都应重新进行合格审查f. 停工半年之后，在重新进行生产之前，应重新进行合格审查。3.3.3.2 检验方法的合格审查a. 检验方法应当与规定的质量标准和精度相适应。b. 检验方法应该通过鉴定试验，以表明这些方法的灵敏度、精确度和可靠性是合格的。c. 检验设备应检定合格，并在有效期内使用

6、。d. 检验方法应采用有关国家标准、国家军用标准和行业标准，若用替代方法，需经过验证，证明确实能够满足3.3. 3. 2中a项和b项的要求。e. 任何检验方法的改变，都应重新进行合格审查，并向需方及时报告，取得需方认可。3. 3. 3. 3 操作人员的合格审查a. 操作人员必须经过技术培训，考核合格，取得证书。b. 从事放射性操作的人员，必须经过辐射防护培训，考核合格，取得证书。c. 无损检验人员应取得核材料及燃料元件无损检测中心颁发的资格证书，并只能从事与其技术资格等级相应的检验工作。3.3.4 不合格品控制3. 3. 4.1 供方应制定和执行不合格品管理制度。该制度应明确规定：a. 有关人

7、员职责权限Fb. 不合格品的标识、隔离、评审、处理和记录程序；c. 检验员在判断产品符合性方面的职责以及不承担不合格品处理的责任；d. 参与不合格品处理的人员，须经资格确认，由供方最高管理者授权；e. 当对不合格晶拟作超差使用或返修处理时，应办理超差特许，取得需方同意后再作处理；f. 不合格品应有明显的识别标志，存放在指定的隔离区，并严加控制pg. 详细记录不合格品处理经过，并保存记录；h. 返工和返修的产品应按规定的程序重新进行检验。3.3.4. 2 供方应制定采取纠正措施的程序，并贯彻执行。其内容应包括za. 有关归口管理纠正措施的部门及相关部门的职责和权限；b. 通过分析各种质量记录、审

8、核报告、使用单位意见以及试验，查明产生的原因；c. 研究和制定防止再发生不合格品的纠正措施；d. 对每项纠正措施均应验明实施后的效果。3.3.5 原材料复验对于重要原材料金属铀、铝粉、铝合金板材和棒材，供方应组织复验，对于不符合设计工艺文件规定和合同要求的原材料应不于验收。3.3.6 质量记录和试样的保存供方应按合同规定期限保存各种质量记录和试样。3 EJ/T 912-94 4制造工序4. 1 U3Si2粉末的制备U3Siz精末的制备如下za. 将金属铀与高纯硅按一定成分配比一起熔炼，制成块状U3Si2化合物sb. 在氯气气氛中将块状U3Si2化合物破碎Fc. 将UsSi2粉末筛分成44l50

9、11m和小于44m两类4. 2 燃料芯坯的制备燃料芯坯的制备如下za. UsSiz粉末和铝粉的称重和混料，b. 压制成型Fc. 真空除气4.3燃料板的轧制燃料板的轧制如下za. 铝合金框架、盖板的清洗并和燃料芯坯的装配与焊接fb. 热轧$c. 冷轧gd. 退火与矫直$e. 定位打孔F. 编组加工Fg. 打号Fh. 清洗和干燥4.4侧板的加工侧板的加工如下za. 铝合金板热处理sb. 娇直pc. 镜槽，d. 清洗和干燥4. 5 燃料组件和装配燃料组件的装配如下a. 燃料板与侧板滚压结合Fb. 铝合金管座和提手的加工Fc. 焊接提手Fd. 组件整体加工Fe. 装配管座或端头4.6燃料组件氧化处理4

10、.7需要实施重点控制的项目4 EJ/T 912-94 需要实施重点控制的项目如下sa. 特殊工序，鬼附录A补充件，b. 关键件、重要件及其特性，见附录B（参考件，c. 关键工序，见附录C（参考件5 质量计划5.1 必须为制造和检验制订质量计划，并付诸实施5.2 根据情况，质量计划应列出制造和验收中应进行的所有工艺、程序、工作细则和检验的流程图或工序排列表质量计划示例见附录D（参考件，质量控制流程图示例见附录EC参考件6 检验6. 1 幢幢项目本章以列表的方式列举了U3Si2精末、燃料芯坯、燃料植和燃料组件的检验项目、检验方法、取样和标准条款号，其质量标准按EJ/T541的要求和合同规定。理化检

11、验与无损检验的质量控制应分别执行GJB466与GJB593的规定6. 1. 1 U3Si2粉末U3Si2粉末的检验按表1进行检验项目a.铀含量b.铀同位素丰度c.硅含量d.杂质含量翻碳氮氧氢铿金属杂质元素e.总当量翻含量f.校度表1U3Si2粉末的检验栓金方法硫酸亚铁还原重费酸饵氧化滴定法多带热表面电离质谱法容量法甲邸民锢跚离子选择电极法直接燃烧库仑滴定法燕馆分光光度法懵气熔融IJ萃仑糖定法情气熔融热导法原子吸收分光光度法化学光谱法根据杂质含量计算筛分法和图象分析6. 1. 2 U 3Sii-Al弥散体芯坯用量具测量每块芯坯的几何尺寸6.1. 3燃料板燃料板的检验按表2进行取样按批统计取样按批

12、统计取样按批统计取祥按批统计取样5 EJ/T 912-94 表2燃料板的栓验被验项目检佳方法a.销235装载量称量与计算b.燃料板尺寸量具c.燃料板芯体尺寸、形状与位置Y射线透视法d.铀分布均匀性Y射线吸收法e.包壳与芯体厚度相敏涡流法f.离散燃料颗粒（自点X射线照相g.表团划伤目视检查i.芯体与包壳结合质量起泡检验与超声检验j.表面铀污染校子计数法k.表面清洁度目视检查6.1. 4侧板、管座、提于侧板、管座、提手的检验按表3进行表3侧板、管座、提手的检验检验项目检验方法a.尺寸和形位公差用量具测量b.内部缺陷（只取于板材）无损检验c.表面状态目视检查6. 1. 5燃料组件燃料组件的检验按表4

13、进行。表4燃料组件的检验检验项目检验方法a.铀235装载量计算b.外形尺寸和形位公差电磁法或基本尺寸测量c.燃料板板间水隙电磁法d.燃料板与侧板结合强度用样品做拉伸试验e.外w.目视检查f.燃料组件编号目视检查6. 2 检验方法提要6. 2.1 燃料板铀均匀性检验Y射线吸收法燃料板铀均匀性检验按EJ/T781的规定进行检验。测量的不确定度小于5%。6. 2. 2 燃料板芯体尺寸、形状与位置的检验射线透视法标准条款号6. 2.11 6. 2. 2 6. 2. 1 6. 2. 4 6. 2. 3 6. 2. 6 6.2. 14 6. 2. 5 6. 2. 7 标准条款号6.2.6 标准条款号6.

14、2. 9 6. 2. 8 6. z. 15 燃料板芯体尺寸、形状与位置的检验按EJ/T910进行检验。6 取样每块板每块板每块板每块板每块板每块板每块板每块板每块板每块板每块板取样100%检验100%检验100%检验取祥每个组件每个组件每个组件用试样做试验每个组件每个组件EJ/T 912-94 测量精度为0.5mm. 6.2.3燃料板的X射线照相本方法系采用金属铅倍增感屏、Fel0/16线型象质计和低、中感光度的胶片，选择适当的曝光参数对整块燃料板进行拍照。根据底片图象对芯体位置，以及自点指位于燃料芯体以外的离散燃料颗粒在底片上的影像和缺陷等项目进行评定。6.2.4燃料板包壳厚度测量相敏涡流法

15、方法原理是，把一个通有交变电流的探头式线圈置于受检燃料板上，该交变电流将产生一个电磁场，并在受检燃料板中产生涡流，涡流对探头线圈产生反馈作用，其反馈作用与材料、燃料板的包壳厚度的电导率、探头到样品间的间隙等因素有关。采用相敏涡流测厚仪测量探头接收信号与激励信号的相位差，使探头和燃料板间隙在00.2mm范围内变化时不影响测量结果选择合适的激励频率使涡流渗透深度能穿透包壳，而又不穿透芯体。将相敏涡流测厚仪、记录仪、传动装置、电机数控系统、稳压电源和对比样块组成一套检测系统，对包亮厚度进行动态检测。测量精度为0.02mm。6.2.5燃料板芯体与包壳结合质量检验超声波法采用单探头超声脉冲反射法进行结合

16、质量的检验调整探头与燃料板垂直。根据包壳与框架或包壳与芯体界面上反射波的幅度，进行结合质量的评定。检测下限为.00.5mm的当量面积。6.2.6燃料板表面划伤的检验目视检查与探针测探法用目视检查燃料板表面有无划伤，如有划伤，可用与标准样块比较的方法进行判定。当难于判定时，划伤的深度可以用针形测头的千分表测量，测量的不确定度为土5%。6.2.7 燃料板表面铀持染测量位于计数法本方法采用流气式大面积低本底多丝正比计数器作探测器，根据流气式正比计数器计数特性曲线，选择合适的工作高压，使其只对粒子计数，以避免R粒子和射线对测量的影响。测量装置用微机控制，具有数据采集、统计、报警等功能，可同时显示和打印

17、结果。表面铀污染量的检测下限为5g/m2铀。6.2.8燃料板板间水隙测量电磁法本方法的原理是，把一片通有电流的导体板放在匀强磁场中，当电流方向垂直磁场方向时，则在垂直于磁场和电流方向的导体板两面之间将产生电势差，这种现象称之为霍尔效应。利用霍尔片的霍尔效应，采用弹片式探头，对燃料板板间水道间隙进行测量。仪器量程为1.02.6mm。测量精度为土0.02mm。6.2.9燃料组件外形尺寸和形位公差测量电磁法本方法采用差分式电压位移传感探头进行测量。由步进电机带动装有12个探头的探头架沿组件的轴线方向进行扫描。受检燃料组件固定在上、下两个定位块之间，探头在组件上每步进一个设置的距离后定点采集12个数据

18、，该数据经微机处理后，给出测量结果。测量结果包括z截面尺寸、平面度、平行度、扭曲度、同袖度等数据，以及每个通道的位移EJ厅，12-94曲线图、截面平移图、组件尺寸总示意图等图形测量精度优于土0.05mm。6.2. 10 金相检验对燃料板解剖取出试样进行金相检验，栓验芯体与包壳的结合质量和厚度，用以验证无损检验的结果将受检样晶制成金相试样用光学显微镜观察试样的晶粒组织来确定芯体与包亮的结合质量，用测微尺测量芯体与包亮的厚度测量精度为5p.m.6. 2.11 燃料板铀235装载量的控制与测量按EJ/T782进行控制与测量。6. 2. 12 U 3Siz粉末中硅的测定容量法按EJ/T911进行测定。

19、精密度优于o.5%. 6. 2. 13 U 3Siz粉末粒度的测定a. U3Siz粉末在氧气气氛中过筛，标准筛筛孔直径为44、150m。b. 用困象分析仪测定U3Siz粉末的粒度分布6.2.14 起泡试验燃料极热轧之后，进行起泡试验，在425500温度下，退火4560min.目视检查时不应观察到直径大于02mm的鼓泡。6.2. 15 燃料板与侧极结合强度试验从攘压试验件（见图1)上切取试样，在电子式万能试验机上进行拉伸试验，按燃料板与侧板结合处拉脱时的最大力值和试样长度计算结合强度值。测量精度土1%。8 EJ/T 912-94 L . 图1滚压试验件j:zf1申方向F、”F 9 Al U3Si

20、2的熔炼A2燃料板的轧制。A3 燃料芯体定位。A4燃料板的扫描。AS 燃料板的计数。A6超声波检验。A7 射线照相检验AS 试样破坏性检验A9 尺寸检验的专用方法Bl U3Si2粉末EJ/T 912-94 附录A特殊工序（补充件附录B关键件、重要件及其特性（参考件铀235富集度、化学成份、杂质含量、粒度。的燃料板铀235装载量、铀235均匀度、芯体尺寸、形状和位置、芯体与包壳结合质量、芯体厚度、表面划伤和表面铀湾染。的侧板尺寸和形位公差。84 燃料组件板间水酸、铀235装载量、外形尺寸和形位公差。Cl U3Si2的熔炼。C2 U3Si2和铝粉的混料。CJ 燃料板的轧制。C4 燃料板芯体定位cs

21、 燃料极与侧板液压结合。10 附录C关键工序（参考件EJ厅，12-94附最D质量计划示倒参考件符号说明：口制造作业： 质量保证作业，飞7控制点，PII产品检查细则5MI制造检查3v 目视检查，c 合格证或记录审查$11 x 射线检验，D 尺寸检查FE 富集度检验；W重量检查，s 表面状态检查，ch化学试验$ph物理试验EJ/T 912-94 EJ/T 912-94 E.热轧日起泡试撞F.冷轧Fl厚度eF2 表面，状态F3 平重度，G芯体定位口：弯曲试验E芯置芯体尺寸H.镜边Hl 结合质量H2 包壳、芯体厚度H3 尺寸及形位公整H4 表面状态H5 U-235均匀性I.燃料组件制造巴相或录丰目A.铝板铝材I Al 化学成份AZ 丧面状态A3 月事度B.侧板、提手、管座DD工I A4 内部缺陷B2 表面状态c.燃料板、侧扳滚压结合C2 结合强度D.爆援手E.装配管座I El U-235装载量P-.寸及形f立公差外1电编号F.丧面氧化处理F2 合格证签发G.入库13 14 EJ厅，12-94附加说明z本标准由全国核能标准化技术委员会提出本标准由中国核动力研究设计院负责起草本标准主要起草人z沈洪、自桂才、邓膏、熊昌羹、陈泽息军lgaH同圄