當今世界,原子能對于人們來說已經不是陌生的東西了。然而,你可曾想到,不銹鋼(括鐵鎳基及鎳基耐蝕合金)在原子能工業的發展中起著重大作用呢?為了說明這一點,不妨先從原子能工業的幾個主要環節談起。粗略地說,原子能工業由三大環節組成,核心環節是核反應堆。另一個環節在反應堆之前,稱為前處理系統,其主要任務是從礦石中提取核燃料金屬并進行加工。還有一個環節在反應堆之后,稱為后處理系統,其任務是將“燃燒”過的核燃料進行化工處理,以排除廢物,提取有用的放射性物質,回收未“燒完”的核燃料。
上述的每一個環節,如果沒有各種不銹鋼制的裝置或設備,核反應堆就不能順利地運行。在前處理階段,需要把礦石粉碎后用酸或堿溶解,以使核燃料金屬從礦石中轉移到溶液中,這個過程叫做浸出。目前常用的浸出劑是硫酸,浸出液就是含有多種金屬子的稀硫酸溶液。這樣,浸出及隨后的一系列操作,都得在耐硫酸腐蝕的設備中進行。這些設備或構件多用含鉬(或鉬和銅)的奧氏體不銹鋼甚至鐵鎳基合金制造。同時輸送這些酸性礦漿或溶液的耐酸泵及管道,也都是不銹鋼制作的。
這種直接從礦石中提取出來的有用物質,一般為核燃料金屬的粗制氧化物,為使它成為能在反應堆中“燃燒”的核燃料,還需對它進行提純、氟化或氫氟化等一系列化工處理。這時用的設備必須能耐含氟化物的酸溶液、氫氟酸及氟化物氣體的腐蝕。高鉻鎳不銹鋼、耐熱鋼以及含鉻、鉬及銅的鎳基耐蝕合金,是制造這類設備常用的材料。
反(fan)應(ying)堆(dui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況與(yu)前(qian)處(chu)理階段有所不(bu)(bu)同。以目前(qian)最常(chang)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加壓(ya)水反(fan)應(ying)堆(dui)為(wei)例,堆(dui)內構(gou)件主要(yao)受高溫(wen)高壓(ya)水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕。此(ci)(ci)外,堆(dui)心部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)材(cai)料(liao)還(huan)要(yao)受到(dao)強烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)子輻照,雖然腐蝕環(huan)境(jing)不(bu)(bu)算苛刻,但要(yao)求材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)長、安(an)全度高,不(bu)(bu)容許有腐蝕產物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沾污。因(yin)此(ci)(ci),這里到(dao)處(chu)都離不(bu)(bu)開不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),起(qi)支(zhi)撐、固定作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)骨架(jia)、格柵等(deng)是用超低碳奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de);卸料(liao)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脈沖管和(he)固定管系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)螺(luo)釘(ding)(一個不(bu)(bu)太(tai)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)堆(dui)中(zhong)要(yao)用幾(ji)千個)是用奧氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素體(ti)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de);用于屏蔽中(zhong)子輻照的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)防護板,是高硼不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de);各種(zhong)管道及聯(lian)系構(gou)件也都是奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)······因(yin)此(ci)(ci)可以說(shuo),除了(le)燃料(liao)元件和(he)石墨反(fan)射(she)體(ti)之(zhi)外,原子能反(fan)應(ying)堆(dui)里幾(ji)乎是不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界。
反應堆內產生的(de)熱量由壓(ya)力水導出,通過熱蒸(zheng)發(fa)(fa)器產生高壓(ya)過熱蒸(zheng)汽用以發(fa)(fa)電。這里輸(shu)送壓(ya)力水的(de)管(guan)路系統(tong)要(yao)求用高溫強度較高的(de)含鉬、氮不銹(xiu)鋼(gang),而蒸(zheng)發(fa)(fa)器則(ze)要(yao)根據不同情(qing)況(kuang)使用雙相不銹(xiu)鋼(gang)、鐵鎳基合(he)金及鎳基合(he)金等。
核反應(ying)堆的(de)后處理階(jie)段所接觸到的(de)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)不僅(jin)多種多樣,而且(qie)對設(she)備的(de)要(yao)求更(geng)為(wei)苛刻。同(tong)時(shi)為(wei)了確(que)保(bao)反應(ying)堆安全(quan)生(sheng)產,防止(zhi)放射性(xing)(xing)(xing)物(wu)質(zhi)(zhi)泄露,對結構材(cai)料(liao)的(de)性(xing)(xing)(xing)能、質(zhi)(zhi)量要(yao)求也(ye)特別高(gao)。去除(chu)燃(ran)料(liao)包殼和溶解燃(ran)料(liao)芯(xin)要(yao)用(yong)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)極強的(de)混合酸(suan)(suan),如硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)-氫氟酸(suan)(suan)、硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)-鹽酸(suan)(suan)、硫(liu)酸(suan)(suan)-氫氟酸(suan)(suan)或氫氟酸(suan)(suan)-氟化(hua)物(wu)等,這(zhe)時(shi)設(she)備材(cai)料(liao)常(chang)用(yong)含有(you)鉻(ge)、鉬(mu)及(ji)鋼等多種合金元(yuan)素的(de)鎳(nie)基合金。在隨(sui)后進(jin)行的(de)排(pai)除(chu)放射性(xing)(xing)(xing)廢物(wu)、萃取(qu)有(you)用(yong)的(de)核燃(ran)料(liao)及(ji)放射性(xing)(xing)(xing)產品等一(yi)系列化(hua)工處理中(zhong),也(ye)要(yao)用(yong)大量高(gao)合金的(de)鎳(nie)鉻(ge)鉬(mu)銅不銹鋼。
另外,核反應堆(dui)后處(chu)理階(jie)段(duan)還(huan)有很(hen)多“清潔”設(she)備(bei),一般在(zai)弱腐(fu)蝕性環境中使用,但(dan)要求不(bu)生銹(xiu),不(bu)容許有腐(fu)蝕產(chan)物(wu),容易清理。這類(lei)設(she)備(bei)多采用較廉價的(de)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼。
總之,原子能(neng)(neng)工業的發(fa)(fa)展與(yu)不(bu)銹(xiu)鋼技(ji)術的進步有(you)極為密切的關系。隨著我國原子能(neng)(neng)發(fa)(fa)電事業的迅(xun)速(su)發(fa)(fa)展,不(bu)銹(xiu)鋼在其中(zhong)將會作出越(yue)來越(yue)大(da)的貢(gong)獻。


 
		