高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨

高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨

国家标准 GB/T40408一2021 高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨 Nueleargradeisostaticgraphiteforhightemperaturegas-cooledreaetorinternals 2021-08-20发布 2022-03-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/40408一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草 本文件由钢铁工业协会提出 本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/Tc183)归口 本文件起草单位;中钢集团新型材料(浙江)有限公司、清华大学冶金工业信息标准研究院 本文件主要起草人:杨辉、孙立斌,黄岱、吴厚政、郑景须、史力、李贺、杨小武,刘涛、许汉春、曹曙林、 毛玉珍、徐建平
GB/T40408一2021 高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨 范围 本文件规定了用于高温气冷堆反射层部件用核级等静压石墨的分类、技术要求、试验方法、检验规 则、包装、标志、储存、运输和质量说明书 本文件适用于高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T1431炭素材料耐压强度测定方法 GB/T3074.1石墨电极抗折强度测定方法 GB/T3074.2石墨电极弹性模量测定方法 GB/T3074.4石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法 GB 8719炭素材料及其制品的包装、标志、,储存、运输和质量证明书的一般规定 GB/T8721炭素材料抗拉强度测定方法 GB/T8722炭素材料导热系数测定方法 GB/T24528炭素材料体积密度测定方法 GB/T38338炭素材料断裂韧性测定方法 Y/T0567电感耦合等离子体原子发射光谱方法通则 YB/T5146高纯石墨制品灰分的测定 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 phite 核级等静压石墨 nueleargradeisostatic grap 由炭骨料、沥青等原材料通过磨粉、混捏等静压成型、熔烧、浸溃、石墨化、纯化等工艺步骤制造而成 的核工业用石墨 注，该类石墨在快中子(E.>0.1MeV辐照情况下需要考虑尺寸和材料性能变化对设计的影响,且主要用于高温 气冷堆反射层部件,这些部件同时承担堆芯支承结构的功能 3.2 各向同性度isotropy 成型重力方向热膨胀系数与垂直成型重力方向热膨胀系数的比值 分类 核级等静压石墨按各向同性度指标分为各向同性核级等静压石墨,近各向同性核级等静压石墨和
GB/T40408一2021 各向异性核级等静压石墨 5 技术要求 5.1未辐照基本指标 核级等静压石墨未辐照基本技术指标要求见表1 表1基本技术指标 指标 各向同性核级等静 近各向同性核级等 各向异性核级等 项目 单位 压石墨 静压石墨 静压石墨 IIG ING IAG 各向同性度 1.10<《<1.15 a>1.15 1.00al.l0 1.75~1.85 1.751.85 1.70 体积密度 g/em 热导率" ,室温 w/mK) 习 120 >l10 >100 10-6/ 3.55.5 3.5~5.5 <5.5 热膨胀系数"“/.l,室温500c 抗拉强度"， MPa >24 >20 >20 MPa >65 6o >55 耐压强度" 断裂韧性"， MPam'" 0.98 >0.95 0.90 GPa -15 8~15 8 弹性模量" % 灰分 0,0050 0.0050 0.,0050 % C0.00009 <0.00009 <0,00009 棚当量 当反应堆运行最高温度超过800C,应提供能够包括最高温度下的各项材料热性能测试数据,温度间隔不应超 过200C 洼1:/为垂直成型重力方向(againstgrnvity),即横向(G se)或平行品粒方向(withgrnainm) transverse 注2:工为成型重力方向withgravity),即轴向(axial)或垂直晶粒方向(againsgrain 需要测试两个方向的数据 同时给出温度200C,400c,600C和800C下的热导率数据 同时给出温度一200C,400C,600和800C下的热膨胀系数数据 5.2未辐照其他指标 高温气冷堆反射层部件采用核级等静压石墨时,还应考虑抗拉强度威布尔分布几何参数、抗折强 度、泊松比、硬度、电阻率、孔隙率、氧化性能、疲劳性能、显微组织、石墨缺陷描述(如裂纹长度、针孔直 径、针孔深度、夹杂和气孔尺寸)等指标要求 5.3辐照指标 石墨辐照应在临近于300、450C、600C、750丫等至少四个温度点,快中子通量不低于36 ×10'5n/m'折合20×10'm-'EDND，EquivalentDID0NickelDose),辐照性能包含尺寸变形、蠕变 系数,热导率,热膨胀系数、弹性模量,石墨强度等随快中子通量和温度变化的关系
GB/40408一2021 5.4其他要求 当反应堆运行最高温度超过750C时,应提供能够包括最高温度下的主要辐照性能数据,推荐温度 间隔不应超过150C 试验方法 6.1体积密度 按GB/T24528的规定执行 6.2热导率 按GB/T8722的规定执行 6.3热膨胀系数 按GB/T3074.4的规定执行 6.4各向同性度 按C'TEL/CTE计算,如C'TEGB/T40408一2021 式中 A -砌当量 Ca 样品中Gd元素的含量; Cg -样品中B碉元素的含量 样品中Sm钞元索素的含量; Cx 样品中Eu元素的含量; 样品中Cd镐元素的含量 Cca C -样品中Li锂元素的含量 注公式中各含量前的系数为相应杂质元素碉当量因子 6.12石墨辐照测试方法 石墨辐照测试方法参照附录A 注:附录A仅为一种参照方法 检验规则 7.1组批 每块石墨块应具有唯一性追溯编号,同一石墨化炉内同一牌号石墨为一个批次 7.2取样 石墨抗拉强度和耐压强度检测取样时,应按表2规定的取样数量A执行;石墨热导率、热膨胀系 数、各向同性度、石墨抗折强度、断裂韧性、石墨成分检测取样时,应按表2规定的取样数量B执行;其 他特性检测取样时,应按表2规定的取样数量C执行 检测样品提取时,应覆盖石墨块不同位置,特别是要包括石墨块中心区和边缘区 同一特性的样品 不能在同一石墨块上提取 在一个批次之内,选取检测样品的石墨块应通过随机抽样得到,且取样以后要记录所在石墨块的批 次、编号和取样位置 表2取样数量 取样数量A 取样数量 B 批的重量3 取样数量C 310 12 10 10<40 16 403100 20 当批的重量大于100t时,对超出部分,应按同样规则增加取样 当对应批的重量石墨块数不足取样数量时,可 只对每块石墨取样 7.3性能检验 石墨块产品应经供方检验部门逐批检验合格、附产品合格证后方能出厂 具体检测指标,试验方法 和取样要求见第5章,第6章、7.1、7.2.
GB/40408一2021 7.4判定规则 当检验结果符合第5章规定的要求时为合格;当存在不符合项,因石墨材料本身具有非绝对均质特 性,可对留样或在同组批产品中加倍取样,对不合格项进行一次复验,复验合格则判为合格,复验不合格 则判为不合格 包装、标志,储存,运输和质量说明书 按GB/T8719的规定执行
GB/T40408一2021 附录 A 资料性) 石墨辐照测试方法 辐照样品取样 A.1 在批量稳定制造石墨(批容量至少为10t)中随机抽取1块具有代表性尺寸的石墨坯料,推荐选取 的石墨坯料尺寸应是反应堆主要构件数量最多的石墨坯料 将选取辐照的石墨坯料在高度方向(通常为成型重力方向)等分为A、B,C和D,见图A.1a);再对 其进行细分为4等份:B1、B-2、B3和B4,见图A.1b);针对B1在长、宽方向等分得到B-1-1,见 图A.lc);然后进行切割以制备不同类型样品,见图A.ld). 经过以上步骤,可获取不同位置(上,中、下,边缘、中心),不同方向、测试不同性能的样品,用于辐照 测试样品 B-1 B-2 B-3 B b B-1 B-1-1 B-1-1 图A.1坯料取样切割 A.2辐照样品尺寸效应测试 当进人材料测试反应堆的辐照样品不符合第6章中涉及检测方法标准中要求的样品尺寸,应对进 堆的样品进行尺寸效应测试 如耐压强度尺寸效应测试示例见图A.2 用于尺寸效应测试的单个位 置、单个方向的单项性能样品数量应不少于30个
GB/T40408一2021 注:受制于辐照测试技术条件限制,进堆的样品一般小于第6章中涉及检测方法标准中要求的样品尺寸 每个样品应进行标识,可通过高精度加工中心或激光刻码标识,并应确保标识过程不应影响样品本 身性能,且标识应能追溯至样品尺寸,形状、位置以及方向等信息 单位为毫米 中10×20 6X12 声9X12 3x6 中4.5×6 中4.5×5.5 $3×4 牺照 样品 图A.2辐照样品尺寸效应测试 A.3辐照性能测试 进行辐照性能测试时,选取国际公认的材料测试反应堆,辐照测试条件矩阵宜按图A.3设计,然后 按5.3的规定进行测试 因辐照测试成本高周期长,宜至少选择2个以上候选石墨牌号进行900C或 以上温度、快中子注量约(15×10)n/m'辐照筛选测试,经获取并通过辐照筛选阶段数据评估后再进 行其他辐照条件测试,以获取全部辐照前、后性能变化数据 测试方案应保证辐照温度的稳定性和测量数据的准确性,测试报告中应对各种变量进行误差分析 辐照筛选 -15×10n/m? 辐照采样点 -1000c l900c 坚 750c 40X1025n/m 款 -600 600 450C 些 300c -300c 快中子通量>0.1MeV 图A.3辐照测试矩阵

高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨GB/T40408-2021解读

高温气冷堆是一种新型的核能技术，具有高效率、安全可靠等特点，正在逐步得到应用。而核级等静压石墨是高温气冷堆中常用的结构材料，其质量和性能对堆的运行安全和稳定性有着重要影响。因此，了解核级等静压石墨的相关标准和规范，具有重要的实际意义。

1. 标准概述

GB/T40408-2021标准规定了高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨的主要技术指标、要求、试验方法及检验规则。该标准适用于生产和检验堆内构件用核级等静压石墨。

2. 技术指标

核级等静压石墨作为一种特种材料，其技术指标十分严格。GB/T40408-2021标准规定了石墨的密度、抗弯强度、导热系数、线膨胀系数、放射性等级等重要技术指标。其中，石墨的放射性等级应符合国家相关标准，以确保石墨在使用过程中不会对环境造成污染。

3. 试验方法

为保证核级等静压石墨的质量和性能，GB/T40408-2021标准规定了多项试验方法。这些试验包括密度测定、抗弯强度测定、导热系数测定、线膨胀系数测定、热稳定性试验、放射性检验等。通过这些试验，可以全面了解核级等静压石墨的物理、化学和放射性性质，为其生产和使用提供依据。

4. 检验规则

GB/T40408-2021标准规定了核级等静压石墨的检验规则，主要包括外观检查、尺寸测量、技术指标检验和放射性等级检验。对于合格的核级等静压石墨，应当符合标准规定的各项技术指标和放射性等级。

综上所述，GB/T40408-2021标准规定了高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨的相关技术指标、试验方法和检验规则，为该材料的生产和使用提供了科学的标准体系。通过本文的解读，相信专业人士可以更加深入地了解核级等静压石墨的质量和性能，为高温气冷堆的安全和稳定运行提供有力保障。

总之，了解高温气冷堆堆内构件用核级等静压石墨的相关标准和规范，对于保证其质量和性能具有重要作用。通过本文的解读，相信专业人士可以更加深入地了解核级等静压石墨的质量和性能，为高温气冷堆的安全和稳定运行提供有力保障。

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2022/7/13 8:05:03 现行