TCNEA-压水堆钴靶件规范

ICS前  言本标准依据GB/T1.1—2020给出的规则编写。本标准由中国核能行业协会归口。LINKWord.Document.12"C:\\Users\\fangshuying\\Desktop\\压水堆钴靶件规范（征求意见稿）\\压水堆钴靶件规范（征求意见稿）.docx""OLE_LINK1"\a\r本标准起草单位：中核北方核燃料元件有限公司、中广核研究院有限公司。本标准起草人：李波、杨彩霞、郭洪、姬鹏波、王志斌、申俊华、雷云霞、韩凤娇、马建、鲁杭杭。压水堆钴靶件规范范围本标准规定了压水堆钴靶件的技术要求、质量保证规定、交货准备等内容。本标准适用于压水堆钴靶件的生产与交付。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T223钢铁氢含量的测定GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T1479金属粉末松装密度的测定GB/T2828.1技术抽样检验程序（第一部分）GB/T4844纯氦、高纯氦和超纯氦GB5270金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法GB/T6394金属平均晶粒度测定法GB/T6462金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法GB/T6516电解镍GB/T6519变形铝、镁合金产品超声波检验方法GB/T8647.4镍化学分析方法磷量的测定GB/T8647.8镍化学分析方法硫量的测定GB/T8647.9镍化学分析方法碳量的确定GB/T8647.10镍化学分析方法砷、镉、铅、锌、锑、铋、锡、钴、铜、锰、镁、硅、铝、铁量的测定发射光谱法GB/T9728化学试剂火焰原子吸收光谱法通则GB/T9738化学试剂水不溶物测定通用方法GB/T11809压水堆核燃料棒焊缝金相检验GB/T11813压水堆核燃料棒氦质谱检漏GB11927二氧化铀芯块密度和开口孔隙的测定液体浸渍法GB/T19001质量管理体系要求GB/T19077.1粒度分析激光衍射法第1部分：通则GB/T20123钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法常规方法GB/T20124钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法常规方法GB/T26285超细钴粉GB/T27050.1合格评定供方的符合性声明第1部分：通用要求EJ/T1028锆及锆合金的高压釜腐蚀试验EJ/T20146烧结钴芯块中氢的测定惰气熔融热导法EJ/T20147钴粉及烧结钴芯块中镁等13种杂质元素的测定EJ/T20148钴粉及烧结钴芯块中氧氮的测定HG/T4020化学试剂六水合硫酸镍（硫酸镍）NB/T47013承压设备无损检测YS/T281.4钴化学分析方法第4部分：砷量的测定钼蓝分光光度法YS/T281.5钴化学分析方法第5部分：磷量的测定钼蓝分光光度法YS/T281.13钴化学分析方法第13部分：硫量的测定高频感应炉红外吸收法YS/T281.14钴化学分析方法第14部分：碳量的测定高频感应炉红外吸收法YS/T281.17钴化学分析方法第17部分：铝、锰、镍、铜、锌、镉、锡、锑、铅、铋量的测定电感耦合等离子体质谱法NFA03-111取样和样品定义ASTM美国材料与试验标准术语和定义烧结钴粒stinterCobaltpellets以钴粉为原料采用粉末冶金工艺制备而成，填装在钴棒节中作为中子吸收体的芯粒。钴棒节Cobaltadjusterrod为独立密封结构，由上端塞、下端塞、套管和基体管构成，结构材料都为Zr-4。最内部为装载钴粒的Zr-4基体管，该基体管为装载钴源材料的结构体，为多孔结构件，有100排孔，每排有9个孔，共900个孔，装载900个钴粒，外部为Zr-4套管，套管用上、下端塞封焊而成。钴棒Cobaltadjusterrodbundle钴棒是双层包壳结构。主要由上端塞、下端塞、外包壳、钴棒节、支撑管和压紧弹簧构成。Zr-4外包壳内装有9节长度为204.6mm的钴棒节，并由上、下端塞封焊而成。钴靶件Cobaltadjusterrodassembly用于装载生产放射性同位素的钴材料，并提供支承和保护钴材料的功能。同时还起限制燃料组件导向管的旁流量，满足热工水力安全分析要求的功能。可用于生产钴-60放射源。技术要求结构钴靶件组件结构由如下部分组成：1组压紧系统，它形成支撑结构，置于燃料组件上管座的连接板上；4根钴棒，其上端塞拧上螺母与连接板可靠的固定，然后焊销钉使其固定在规定位置；20根阻力塞棒，其上端塞拧上螺母与连接板可靠的固定，然后焊销钉使其固定在规定位置；连接螺母和销钉，保证钴棒和阻流塞棒与压紧系统连接板保持持久牢固连接，螺母拧紧后与销钉点焊连接。材料钴粉化学成分钴粉化学成分参照GB/T26285中超细钴粉的化学成分要求，需控制分析的元素见表1。钴粉化学成分要求单位为质量百分数CoNiCuFePbZnMgMnSiSCO≥99.5≤0.05≤0.03≤0.03≤0.01≤0.02≤0.03≤0.02≤0.03≤0.02≤0.05≤0.5物性要求松装密度：最大粒度小于38μm；镍板（Ni9996）化学成分镍板中杂质元素含量限值单位为质量百分数CSiPSFeCuZnCdSnSbPbBiAs0.010.0020.0010.0010.010.010.0050.0010.00080.00080.0010.00080.0008表面质量尺寸要求高纯氦气成分硫酸镍材料化学成分硫酸镍中杂质元素含量限值单位为质量百分数杂质元素水不溶物氯化物（Cl）硝酸盐（NO3）NaMgCaFeCoCuZnPb含量0.0050.0010.0030.010.0050.0050.0010.0010.0010.0020.001718型镍基合金丝尺寸公差尺寸公差直径mm允许公差mm2.0～4.7±0.0254.7～9.5±0.025椭圆度不应超过该直径总的允许公差的一半。任何焊接连接都应在最后轧制前进行。如果添加金属，其化学成分应与该线材的化学成分一致。成品表面无赃物、油、脂和其他有机物质；液体渗透试验后无痕迹；无缝，无坑；无任何具有锐角或者大于线材名义直径2%深度的缺陷（打磨端部除外）。允许有紧密粘附的氧化膜。化学成分材料的化学成分应满足以下要求。化学成分元素重量百分数下限值上限值镍50.055.0铬17.021.0铌+钽4.755.50钼2.803.30钛0.651.15铝0.200.80铜—0.30硅—0.35锰—0.35磷—0.015硫—0.015钴—0.10钽—0.10碳—0.08硼—0.06铁—余量线材抗拉性能极限抗拉强度：1450MPa；屈服强度：1250MPa。晶粒尺寸液体渗透试验冷绕镍合金螺旋弹簧热处理升温至720℃；在720℃±10℃保温8小时(-0，+1h)；以每小时55±20℃的冷却速度冷却至620℃；在620℃±20℃保温8小时(-0，+1h)；整个热处理时间(从第一个保温段开始至第二个保温段结束)应在18至20小时之间；以任意的冷却速度冷却至小于150℃的出炉温度。表面状态无赃物、油脂、油或其他有机化合物；若采用液体渗透检查（参加液体渗透章节），无缺陷显示；无裂痕和凹坑；除磨平端之外，无锐边或深度超过弹簧丝名义直径2%的缺陷。呈薄薄一层的连续粘附膜状态的氧化色是可接受的。机械性能液体渗透检查不锈钢板材、棒材、丝材尺寸棒材尺寸及其允许偏差要求单位：毫米序号材料名称材质外径棒长用途1棒材304Lφ46±0.051200±2导向筒2棒材304Lφ141000±2压紧系统螺母、销钉、阻流塞棒以上棒材要求在任意1000mm长度范围内直线度要求不大于0.3mm。板材尺寸及其允许偏差要求单位：毫米序号材料名称材质板长板宽板厚用途1板材304L420±2240±230±0.05压紧杆2板材304L540±2180±220±0.05支撑板不锈钢丝订货尺寸及其允许偏差要求单位：毫米序号不锈钢丝规格材料种类外径公差用途1φ1.96308φD+0.05-0.02锁定销2φ2±0.05308LφD±0.05奥氏体不锈钢TIG焊接化学成分每炉（熔炼）化学成分304L化学成分及其允许偏差要求元素最小重量％最大重量％C—0.035Cr18.5020.00Co—0.04Cu—1.00Mn—2.00Ni9.0010.00N—0.080P—0.040Si—1.00S—0.030产品化学成分产品的化学成分应满足.1节的要求，但对产品中Cr、Ni和N这些元素的含量可以允许保持在下表规定的公差范围内：304L产品的化学成分及其允许偏差要求元素低于最小值超过最大值Cr0.200.20Ni0.100.10N—0.004当产品的Cr含量略微低于上表中规定的最小Cr含量时，对该批次产品须进行晶间腐蚀试验，从而判断该批次产品是否可以被接收。钢丝的化学成分应符合表11的规定。308/308L不锈钢丝的化学成分及杂质含量种类C%Cr%Ni%Mo%Mn%SiO%P%S%（max）3080.0619.5～22.09.0～1l.0——l.0～2.50.25～0.600.030.03308L0.0319.5～22.09.0～1l.0——l.0～2.50.25～0.600.030.03注：1、Nb+Ta：Min10×%C，Max1%；2、对所有种类的钢丝Co≤0.04%；3、生产厂家不具备的检测能力的检测项目可以选择委托其它单位进行检测。晶间腐蚀（不适用于丝材）晶间腐蚀试验参照ASTMA262（方法E）的规定。机械性能（不适用于丝材）热处理之后，室温机械性能应满足如下的要求：强度极限：≥520MPa；屈服强度（0.2%）：≥207MPa；延伸率（A%/5d）：≥45%（轴向）。表面质量液体渗透检查应按照适用产品技术条件的要求，在切割成规定尺寸的材料上进行检查。通过超声检查的棒材，如果在后面的机械加工过程中去除的材料表面的厚度≥1mm，则只应在棒的端面进行液体渗透检查，如果适用这个特殊的要求，应在订单注明。超声检查圆棒应按照适用的技术条件进行超声检查。产品厚度大于等于12mm应按照适用的技术条件进行纵波检查。钴粒烧结钴粒直径、高度、表面粗糙度直径：Φ1±0.02mm；高度：1.75±0.05mm；粗糙度：柱面Ra≤0.8μm，端面Ra≤1.6μm。密度密度：8.80±0.05g/cm3。晶粒尺寸晶粒尺寸≤20μm。化学成分外观缺陷表面不应有肉眼可见的裂纹、气孔和缺边掉角。清洁度无肉眼可见的碎屑、油污和异物等。钴粒镀镍层镀镍层化学成分应对钴粒表面镀镍层中的Co、C、B、Si、P、S、Fe、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb、Pb、Bi等杂质元素进行检测，其总和不超过0.3wt.%，Co含量小于0.2wt.%。镀镍层表面质量镀镍层结构应完整，表面不应有空隙、起皮、凸出物、裂纹、气泡和剥落等缺陷；镀层表面应清洁、光亮、无残留的电解液和无油污等外来物质。表面粗糙度镀层厚度镀镍层厚度：（5～35）m。热扩散试验应对镀镍钴粒进行热扩散试验。试验温度为520±20℃，时间不短于24h。试验后镀层不应出现连续的起泡、片状剥落等与基体分离的现象。耐腐蚀性能应对镀镍后的钴粒进行腐蚀试验。试样在(400±3)℃，(10.3±0.7)MPa的水蒸汽中进行7280h的腐蚀试验，水质要求应符合ASTMG2/G2M的规定。腐蚀试验后要求镀镍层不发生脱落。钴棒节尺寸外观焊缝缺陷焊缝熔深氦检漏腐蚀试验钴棒尺寸外径：焊接后两个端部最大直径9.81mm，用长20mm的环规检查；高度：2930mm；直线度：0.25/300；如果在检验平台上对L超过300的一段棒进行直线度检查，那么在这个长度范围内的变形不能超过L/800）。外观无气孔、裂纹、钨夹杂和未熔合区。如存在怀疑，应放大三倍进行检查；棒上无冲击、碰撞的痕迹，无纵向或周向的裂纹，端塞上无锐角，棒上无油或润滑油的痕迹。深度小于或等于0.025mm的纵向划痕在其宽度总和小于套管周长10%的前提下是允许的；当满足下列条件时，在管子的所有圆周上允许存在深度≤0.025mm的周向划痕：棒上无冲击、碰撞的痕迹，无纵向或周向的裂纹；端塞上无锐角；棒上无油或润滑油的痕迹。焊缝缺陷、空腔检查焊缝熔深氦检漏腐蚀试验压紧系统外观组件尺寸抽插力压紧系统螺母与销钉焊接螺母边缘、螺母位置外观表面清洁度试验方法钴靶件应执行的试验规定见表12。钴靶件试验方法材料/部件试验内容执行标准钴粉化学成分EJ/T20147、EJ/T20148、YS/T281.13、YS/T281.14或订购方和承制方认可的方法松装密度GB/T1479粒度GB/T19077.1镍板化学成分GB/T8647.4、GB/T8647.8、GB/T8647.9、GB/T8647.10或订购方和承制方认可的方法表面质量及尺寸目视或相应量具检查高纯氦气化学成分GB/T4844中附录A硫酸镍化学成分HG/T4020、GB/T9723、GB/T9738或订购方和承制方认可的方法718型镍基合金化学成分ASTME38或订购方和承制方认可的方法抗拉性能GB/T228.1晶粒尺寸GB/T6394液体渗透ASTME165表面质量及尺寸目视或相应量具检查冷绕镍合金螺旋弹簧液体渗透ASTME165机械性能GB/T228.1表面质量及尺寸目视或相应量具检查不锈钢板材、棒材、丝材化学成分GB/T20123、GB/T20124、GB/T223或订购方和承制方认可的方法晶间腐蚀ASTMA262（方法E）机械性能GB/T228.1超声检测GB/T6519液体渗透ASTME165钴粒化学成分EJ/T20146、EJ/T20147、EJ/T20148、YS/T281.4、YS/T281.5、YS/T281.13、YS/T281.14、YS/T281.17或订购方和承制方认可的方法密度GB11927晶粒尺寸GB/T6394表面质量、清洁度及尺寸目视或相应量具检查镀镍层化学成分GB/T8647.4、GB/T8647.8、GB/T8647.9、GB/T8647.10或订购方和承制方认可的方法镀层厚度GB/T6462耐腐蚀性能按ASTMG2/G2M在（400±3）℃，（10.3±0.7）MPa的水蒸汽中进行728h的腐蚀试验附着力GB5270表面质量目视或相应量具检查热扩散性能本文件附录A钴棒节或钴棒表面质量及尺寸目视或相应量具检查焊缝或焊点X射线检测NB/T47013焊缝或焊点的金相检查GB/T11809焊缝或焊点的氦质谱检漏GB/T11813焊缝拉伸强度GB/T228.1焊缝腐蚀试验EJ/T1028压紧系统表面质量及尺寸目视或相应量具检查组件表面质量及尺寸目视或相应量具检查检验规则检验分类批定义检验条件鉴定检验抽样方案检验结果判定质量一致性检验抽样方案鉴定检验和质量一致性检验项目表●——●——●——●——304L不锈钢棒材机械性能（拉伸）●——304L不锈钢板材化学成分●——304L不锈钢板材机械性能（拉伸）●——●——●——●——●————●每批按GB/2828.1，水平Ⅱ一次抽样，直径检验：AQL1.5%高度检验：AQL4.0%——●——●——●1组/批——●——按GB/2828.1，水平Ⅱ一次抽样，AQL4.0%●●●●●20道环焊缝（只测量下封头环焊），其中：上限参数10道，下限参数10道；●●20道环焊缝（只测量下封头环焊），其中：上限参数10道，下限参数10道；●●20道环焊缝（只测量下封头环焊），其中：上限参数10道，下限参数10道；●●6道环焊缝（只测量下封头环焊），其中：上限参数3道，下限参数3道；●●●●6道环焊缝（只测量下封头环焊），其中：上限参数3道，下限参数3道；6个堵孔焊，其中：上限参数3个，下限参数3个。●●20道