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第卷第期核科学与工程/ ,
、、, 年月.
模拟裂变产物腐蚀对国产不锈钢
/一
包壳管室温爆破性能的影响
.年
许咏丽李军刚王家英·
—, ——一———一
中国原子能科学研究院
擒蔓未经腐蚀的国产不锈钢包壳管与在两种不同氧势下经模拟裂变产物腐蚀后的包壳管
。
明显影响包壳管的爆破强度和周向延伸率。爆破口的微观形貌分析进一步显示了裂变产物腐蚀
对包壳管力学性能的影响。试验方法对结果的影响也作了初步探讨。
关麓调攫琏塑廑周向最垩坚韧性断裂脆性旦曼塑垫
包霰前言铀班
钠冷快堆元件包壳的燃料邻近效应是燃料元件设计中特别关注的问题之一,多年
,结果表明,
的包壳强度和延性大大低于无燃料块的包壳强度和延性,燃料在正常运行压力下,包
壳力学性能降级主要归因于辐照肿胀、蠕变、裂变产物对包壳晶界的腐蚀以及应力在弱化了的
晶界的集中】。等“曾对辐照后包壳管进行爆破试验,试图用爆破性能描述包壳管在
堆功率提升及失流事故工况下的承受能力,试验结果表明,裂变产物引起的包壳晶界腐蚀对其
爆破性能影响甚大;等。经多年研究认为,裂变产物对包壳管破断过程的作用是
一种液态金属脆化效应。
根据国内现有条件,对国产不锈钢包壳管进行模拟裂变产物腐蚀实验及腐蚀后包壳管的
室温爆破试验,并观察分析爆破口微观形貌,就裂变产物腐蚀对国产不锈钢包壳管力学性能的
影响作出初步评估。
实验方法
. 样品制备和模拟腐蚀试验
试验用的包壳管由上海钢铁研究所、北京钢铁研究总院及核工业总公司棱动力研究院提
供,分别称为、、类管。试样尺寸为侣×.,冷加工量分别为% 、% 和
%。包壳管化学成份列于表。
年月日收到。
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衰国产包壳管的化学成份
.
元素/ %
研制单位
上海钢研所. . . 一一基
北京钢研院∞. . 一基
棱动力研究院一基
采用含模拟裂变产物的包壳管作为模拟腐蚀
试验的样品。试样制备方法如下:将预定量的、
、和氧势缓冲剂混合物沿焊在包壳管一端的
可法合金管上方装入试样内,
后,再在情气手套箱内用微量注射器加入定量的
。手套箱气氛的含量/, 含量
/。裂变产物添加完毕,用冷焊钳将可法台
金管冷焊,试样移出手套箱并用氩孤焊焊封。包图含模拟裂变产物的包壳管试样
—
壳管试样如图所示。
将上述包壳管试样置于管式炉内的特制试验
段中,将试验段抽真空后充氩气,防止样品外表面的高温氧化。管式炉温度由精密温度控制仪
自动控制,进行模拟腐蚀试验。
模拟腐蚀试验条件如下:
包壳名义温度℃
氧势缓冲剂/ 和/,: 比。
模拟燃耗/
模拟裂变产物、、、单质的混合物,
:比为:
试验时间
. 爆破试验
模拟腐蚀试验后,沿包壳管前端锯开,取出模拟裂变产物及氧势缓冲剂的残留物,用酒精
洗净包壳管内壁,干燥后焊上爆破试验接头,再