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国家标准计划《石墨复合减摩板 滑动摩擦磨损试验方法》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC15(全国钢标准化技术委员会炭素材料分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会

主要起草单位 上海材料研究所国核工程有限公司冶金工业信息标准研究院等

目录

基础信息

制修订
制定
项目周期
24个月
公示开始日期
2019-10-17
公示截止日期
2019-10-31
标准类别
方法
国际标准分类号
29.050
29 电气工程
29.050 导体材料
归口单位
全国钢标准化技术委员会
执行单位
全国钢标准化技术委员会炭素材料分会
主管部门
中国钢铁工业协会

起草单位

目的意义

项目符合《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020年)》中重点领域--材料--新型功能材料、先进结构材料等标准研制。

涉及产品为电工电气中的核电装备及产品。

该项目适用于核电站反应堆压力容器( RPV)支座设备减摩板、管道支吊架减摩板 、堆芯补水箱滑动垫板等。

该系列产品用于AP1000核电项目以及后续的CAP1000、CAP1400以及类似的核电工程项目,项目具有可行性。

核电站反应堆压力容器( RPV)是反应堆冷却剂压力边界屏障中的一个关键设备,是包容堆芯核燃料、控制部件、堆内构件和反应堆冷却剂的承压容器,属一级安全设备,在工作状态下承受射线和热辐射,同时还要承受很高的压力,服役条件特别苛刻,因此必须保证其在各种运行工况和试验条件下的绝对安全可靠。

RPV通过安装在屏蔽墙混凝土内的4个支座进行支承,因此支座的安全性和可靠性对整个RPV起到至关重要的作用,直接关系到反应堆的正常运行和电站寿命,核电厂RPV支座设计寿命为60年,并且要求在电站寿期内尽可能不进行任何周期性维护。

压力容器支座作为核蒸汽供应系统设备支承的重要部件,用来承载反应堆本体结构的重量及主管道的载荷,并将载荷传递到反应堆厂房建筑结构上,以保证反应堆本体结构位置的稳定性。

在电场升降温的过程中,压力容器由于受热膨胀,使得其将在径向方向上伸缩。

反应堆压力容器支座在为反应堆压力容器提供支承的同时,还应能允许反应堆压力容器的径向热膨胀。

压力容器支座减摩板与容器支撑凸台间的摩擦性能对压力容器的受到的径向载荷有着非常显著的影响,采用核级高强石墨镶嵌于铸铁合金基体内而制成的减摩板可以有效地提高其摩擦磨损性能,满足核电相关技术要求,确保核电站安全。

核电支承设备用减摩板服役工况为高温、高承载、交变载荷 辐照环境、长寿命、抗地震等等苛刻条件。

产品在几何尺寸精度、化学成分、晶粒度、物理机械性能、摩擦磨损性能、无损检测等方面的质量要求严格。

核电支承设备用石墨复合减摩板滑动摩擦磨损试验方法针对核电支承设备严格的技术条件和苛刻的服役要求,采用滑动摩擦磨损试验方法测试核电支承设备用减摩板的摩擦磨损性能,评估其服役寿命,项目具有先进性和创新性。

方法原理:将试验件安装于试验机下板的专用工装上,试验摩擦副对偶件安装于试验机上板上,试验机水平动力系统驱动下板及其试验件按照一定的速度进行往复运动,如图1,垂直载荷由垂直动力加载系统施加于摩擦副对偶件上,采用智能系统实时监测垂直载荷和水平力,根据公式u=F/N计算摩擦系数,式中N -垂直载荷,F -水平力;通过测试试验件摩擦磨损实验前后的摩擦面尺寸计算磨损量。

解决的主要问题:核电支承设备用石墨复合减摩板滑动摩擦磨损试验方法主要解决核电站反应堆压力容器支座设备减摩板、管道支吊架减摩板、堆芯补水箱滑动垫板等安全服役性能评估。

通过滑动摩擦磨损试验,设置不同垂直载荷、滑动速度、温度、介质等试验条件,测试不同条件下试验件的摩擦磨损性能,评价试验件在核电服役条件A类、B类、C类、D类(地震)的摩擦磨损性能,解决核电支承设备用减摩板的安全服役性能的测试和评价,可以1:进行试验,为核电产品运行和寿命评估提供科学依据,为核电站安全可靠服役打下坚实基础。

国外生产企业:美国西屋电气公司。

国内生产企业:上海材料研究所。

《核电中长期发展规划(2011-2020年)》及《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》等公开文件明确,到2020年,核电装机容量5800万千瓦,在建3000万千瓦规模,发电占比从目前的2%提升至4%。

中国核能行业协会报告预计完成8800万千瓦的既定目标,“十三五”期间每年开工5-6台机组,共计25-30台。

上海材料研究所完成了核电站反应堆压力容器支座设备减摩板国产化,填补了国内空白,节约了大量外汇,为核电行业建设节约了成本、缩短了工期,为核电走出国门奠定了基础。

国内尚没有对应的国家标准,严重影响着核电支承设备用减摩板的生产、服务和过程控制的有序化发展,迫切需要制定相应标准填补空白。

本标准的制定,有利于推动核电支承设备用减摩板系列产品的研发和推广应用,保证产品满足核电相关技术要求,确保核电站安全。

为核电行业国产化、自主化、标准化奠定基础。

范围和主要技术内容

本标准规定了核电支承设备用石墨复合减摩板及其类似核电工程产品滑动摩擦磨损性能的试验方法。 本标准适用于测定核电站反应堆压力容器支座设备减摩板、管道支吊架减摩板、堆芯补水箱滑动垫板及其类似核电工程产品的滑动摩擦磨损性能。 主要技术内容:测定核电站反应堆压力容器支座设备减摩板、管道支吊架减摩板、堆芯补水箱滑动垫板及其类似核电工程产品的摩擦系数、磨损量,并对测试设备、量具、动态载荷加载系统、试验件外观尺寸、试验条件、试验步骤方法、结果计算、试验报告等方面进行规范。