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不锈钢管材质特点及选材要求 核电站核岛一回路系统由于要将放射性物质包容在其内，管道材料选择要求考虑运行工况、冷却剂介质、材料老化等多种因素．如核蒸汽系统输出堆芯热能的主管道，是连接反应堆压力容器和蒸汽发生器的特厚壁承压管道，属核一级关键设备，目前二代核电机组采用奥氏体--铁素体双相不锈钢离心铸管，而三代核电AP1000机组则采用超低碳控氮不锈钢整体锻造工艺制造，其技术难度非常高；与冷却剂相关的一回路管道系统采用不含Mo的18--10型、含Mo的17--12型及时效硬化型奥氏体不锈钢管；蒸汽发生器的传热管要求强韧性和耐应力腐蚀能力，通常采用Incone1600和Inconel690的镍基合金管；对于核蒸汽系统和核辅助系统管道（NSSS和BNI）则一般采用碳钢/碳锰钢管，如TUE250B、TU42C、P280GH（TU48C）、A106BP11Gr6等．常规岛管道二回路管道系统主要是输送蒸汽和给水，整个系统输送的介质温度、压力参数均比同功率火电机组低，没有高温蠕变问题，因此常规岛二回路管道系统用钢管采用碳/碳锰钢．但是，因为该管道系统输送带一定湿度的饱和蒸汽，存在“流动加速的腐蚀（FAC）”问题，这会间接影响整个电站的．对于存在流体加速腐蚀（FAC）的管道材料，要求选择能够抑制FAC现象的控Cr碳/锰钢，如控铬20钢、控铬A106/API5LB等；对于蒸汽湿度较大的高压缸排汽管线和高压加热器的抽汽管，直接选用Cr含量较高的合金钢管，如A355P11、P22等；对同时抗“FAC”和抗疲劳的蒸汽输水管线，则选用304L不锈钢管．表1及表2分别为我国和美国及法国核电管常用钢种牌号对照表．
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316L不锈钢管在不同载荷磨损后电化学（阻抗和相位角变化）性能特征。一般来说，低频率的阻抗值被用来间接评价材料的耐腐蚀性能，从图3-12可以得出，在0N，100N，300N，500N载荷下，频率0.01Hz对应的阻抗值分别为619.95k?.cm2，280.68k?.cm2，128.74k?.cm2，126.28k?.cm2，316L不锈钢管磨损表面具有更小的阻抗值；从相位角曲线可以得出，随所加载荷的增大，磨损表面具有更小的相位峰，且相位角也稍微减小。此结果表明316L不锈钢管磨损表面具有更高的电容性能，使磨损表面产生更多的电荷积累，加速了不锈钢的腐蚀。从图3-12还可以得出，低频率下的磨损表面相位角变化更为缓慢，表明滑动磨损过程中磨损表面所发生的微观结构变化，对磨损面的电化学特征产生了影响。 利用ZSimpWin分析软件对阻抗数据进行电化学等效电路拟合，其交流阻抗谱图等效电路如图3-14所示，通过实验数据和拟合数据得出316L不锈钢管磨损表面在海水工况下的Nyquist曲线图3-13，从图中数据可以得出316L不锈钢管在海水工况下的微观结构变化对电化学阻抗的影响。首先，所有磨损与未磨损基体都有相同的电容性半圆弧，且随所加载荷的增加，电容性半圆弧的半径逐渐减小，这表明海水工况下的摩擦磨损减弱了不锈钢磨损面的电化学性能；S.Nagarajan和M.Karthega（2007）提出R//CPE等效电路（图3-12）准确地描述316L不锈钢管在海水工况下的电化学性能，从拟合等效电路中得到重要的实验参数（αOX,QOX,ROX和RE）如表3-2所示，其中QOX，ROX和RE分别为双层界面电容、电荷转移电阻和溶液电阻（Orazemetal，2006）。从表3-2可以得出，随应用载荷的增加，磨损表面的双层界面电容QOX增大并伴随着电荷转移电阻ROX减小，表明磨损表面发生了更快的电荷转移，这主要是因为在海水工况下的摩擦磨损所产生的马氏体和未转变的奥氏体组成了微观电耦合（Abreuetal，2006），加快了不锈钢的腐蚀。
不锈钢管热输入量的指标是焊接线能量，随着线能量的增加，HAZ的 硬度降低，能降低产生淬硬组织的倾向，对氢致开裂的越有利，但是线能量的增加造成焊接熔深的增大，可能会发生烧穿。因此，需要平衡焊接热输入量，不锈钢管在不发生烧穿的条件下，提高焊接热输入量。 对于不锈钢管的热输入量，国外Young-pyo Kim等人[38]对不同壁厚的X65管道进行焊条电弧焊和钨极氩弧焊试验，研究表明焊条电弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是11.0kJ/cm~21.8kJ/cm，对10mm厚不锈钢管的热输入量范围为18.0kJ/cm~29.5kJ/cm；钨电极氩弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是22.2kJ/cm~41.7kJ/cm，对10mm厚不锈钢管的热输入量范围是19.5kJ/cm~47.6kJ/cm。国内张德勤[39]对厚10mm的X65管线钢进行自动埋弧对接焊，研究热输入对其金属组织及性能的影响，发现当热输入量达到2022J/mm，管线钢低温冲击吸收功 。 对于热输入量的计算公式，国外方面，Carl E. Jaske研究后得到热输入量计算式60/1000HVIS（式中：H—热输入，kJ/mm；V—电压，V；I—电流，A；S—焊接速度，mm/min）。国内方面，曹崇珍等人[41]总结为/iHKVAS=（式中：iH—热输入量，J/mm；K—系数，对焊时K=0.85，角焊时K=0.57；V—焊接电压，取平均值，V；A—焊接电流，取平均值，A；S—焊接速度，取平均值，mm/s）。可见国内外对于热输入量的计算公式存在差异。
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