TCNEA-核電廠海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)技術(shù)要求編制說明

《核電廠海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)技術(shù)要求》編制說明（征求意見稿）一、工作簡況1、任務(wù)來源說明標準的主要起草單位、標準編制的起始時間等信息。說明與中國核能行業(yè)協(xié)會合同簽訂的基本情況。中國核能行業(yè)協(xié)會于2023年9月1日，正式下達了《關(guān)于《核電廠消防安全風(fēng)險評估指南》等43項擬立項團體標準的公示》（核協(xié)科函〔2023〕646號），福建寧德核電有限公司申請的《核電廠海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)技術(shù)要求》核電行業(yè)團體標準立項已獲批通過。該標準由福建寧德核電有限公司主編，蘇州熱工研究院有限公司、蒼南核電有限公司、福清核電有限公司、山東核電有限公司、陽江核電有限公司參編。本標準的經(jīng)費預(yù)算來源及合同簽訂情況：企業(yè)自籌，預(yù)算21萬，已于核能行業(yè)協(xié)會在2023年底簽訂合同2、主要工作過程可按階段進行說明，例如起草階段、征求意見階段。詳細說明每個階段開展的工作、召開的專家咨詢會、會議的主要結(jié)論以及改進過程。起草階段：福建寧德核電有限公司、蘇州熱工研究院有限公司，蒼南核電有限公司等編制單位成立了標準編制組，制訂了編制計劃，確定了本標準的編制原則、標準結(jié)構(gòu)和編制內(nèi)容?；诤穗姾ＫT件修復(fù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，組織人員對海水鑄件修復(fù)過程中的浸滲和熱噴涂工藝進行研究，規(guī)定其材料和工序，確定其結(jié)合強度、孔隙率和硬度等性能檢測方法；查找國內(nèi)外海水鑄件浸滲和熱噴涂相關(guān)標準規(guī)范，對比相關(guān)研究內(nèi)容，總結(jié)本標準制定的必要性及重要性，最終制定海水鑄件修復(fù)的技術(shù)要求，為后續(xù)其他海水鑄件的修復(fù)提供技術(shù)指導(dǎo)。最后，形成編制初稿。征求意見階段：在標準初稿編寫完成后，2023年8月11日，中國核能行業(yè)協(xié)會在線上組織團體標準立項評審會議。會議邀請了多位專家進行評審。蘇州熱工研究院有限公司等編制單位也組織人員參加。標準立項評審會議結(jié)果：團體標準立項通過。專家指出如下意見：1、核電廠和核電站統(tǒng)一說法；2、GB/T斜杠統(tǒng)一，格式上統(tǒng)一；3、標題名稱是海水鑄件，內(nèi)容是超音速火焰噴涂，要匹配，標題有點大了；4、第五章：浸滲預(yù)處理改為噴涂預(yù)處理5、第六章：標準量化后有沒有普適性？應(yīng)該根據(jù)評定后的浸滲工藝來定，6、7.5噴砂應(yīng)該是在浸滲之前？7、9.3封孔后加溫，給一個溫度范圍。8、10.2物項名稱統(tǒng)一，試樣？試片？說法統(tǒng)一；試片結(jié)合強度大于50MPa，要不要修改，有沒有普適性9、鹽霧試驗，按照國家標準中的分級標準來評定。10、10.4.3構(gòu)件無損探傷檢測，是否是必須的？11、需要給出噴涂材料的選型要求，避免形成電池加速腐蝕。參編單位根據(jù)專家的意見，進行相應(yīng)修改：1、統(tǒng)一為核電廠；2、GB/T斜杠和格式已統(tǒng)一；3、標題改為“核電廠海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)技術(shù)要求”；4、第五章改為噴涂預(yù)處理5、第六章已修改，6、7.5噴砂在浸滲前后都需要實施7、9.3封孔后加溫，給一個溫度范圍：100±10℃。8、10.2物項名稱統(tǒng)一為試片；試片結(jié)合強度具體數(shù)值已刪除；9、鹽霧試驗，按照國家標準GB/T6461-2022進行腐蝕評級。10、因內(nèi)部缺陷輝嚴重影響鑄件性能，需要進行無損探傷檢測。11、噴涂粉末選擇對應(yīng)的是鑄件性能要求。3、主要參加單位和工作組成員及其所作的工作等說明標準主要參加單位名單，各個參與單位所開展的具體工作等。福建寧德核電有限公司作為主編單位，提出海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)的標準需求，制定修復(fù)方案和測試要求，主導(dǎo)標準內(nèi)容的編制；蘇州熱工研究院有限公司作為研究機構(gòu)，制定海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)技術(shù)的工序、工藝參數(shù)及測試方法，參與標準編制工作；蒼南核電有限公司、福清核電有限公司、山東核電有限公司、陽江核電有限公司：作為海水鑄件應(yīng)用單位，對整個海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)的流程及測試方法的規(guī)范性進行把控，并將其按照核電管理流程進行梳理規(guī)范，使其滿足核電要求，推動標準在核電現(xiàn)場的應(yīng)用落地。二、標準編制原則和主要內(nèi)容1、標準編制原則主要依據(jù)《中國核能行業(yè)協(xié)會團體標準管理辦法（試行）》的相關(guān)要求，說明標準的科學(xué)性和實用性。1、標準編制原則本標準的修訂符合核電行業(yè)設(shè)備可靠性評價方法發(fā)展的原則，本著先進性、科學(xué)性、合理性和可操作性的原則以及標準的目標、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、實用性、一致性和規(guī)范性原則來進行本標準的制定工作。（1）科學(xué)性本標準對海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)的流程、要求進行了大量實測數(shù)據(jù)驗證，因浸滲和噴涂的復(fù)合工藝屬于首次應(yīng)用，為了保證標準內(nèi)容的科學(xué)性，參照熱噴涂技術(shù)的相關(guān)國家標準，同時結(jié)合核電廠海水鑄件修復(fù)的實際情況對本團體標準進行編寫。（2）實用性本標準規(guī)定了海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)的全過程，包括浸滲噴涂修復(fù)設(shè)備/人員/材料要求、噴涂預(yù)處理、浸滲處理、噴砂、噴涂修復(fù)過程、封孔、質(zhì)量檢驗等環(huán)節(jié)，以統(tǒng)一海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)方法，使其向科學(xué)化、合理化方向邁進，減少海水鑄件修復(fù)評價的主觀性、隨意性，增加科學(xué)性、客觀性，從而達到提高核能行業(yè)海水鑄件修復(fù)管控水平的目的。2、標準主要內(nèi)容的依據(jù)標準編寫的格式應(yīng)遵從GB/T1.1-2009的要求，同時對標準的各個章節(jié)技術(shù)和內(nèi)容主要依據(jù)進行詳細說明。前言：標準歸口、主要起草單位及起草人、參與起草單位及起草人；引言：背景、目的及必要性；1、范圍：標準適用范圍2、規(guī)范性引用文件；引用國家法律法規(guī)、相關(guān)標準和規(guī)范；3、術(shù)語和定義：闡述浸滲處理、超音速火焰噴涂、噴砂、封孔的術(shù)語和定義；4、一般規(guī)定：規(guī)定了海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)的施工單位、設(shè)備、人員及材料要求；5、浸滲預(yù)處理：規(guī)定了浸滲預(yù)處理的實施要求，包括清洗、工件檢查；6、浸滲處理：規(guī)定了抽真空、浸滲的劇透工藝參數(shù)及要求；7、噴砂：規(guī)定了噴砂實施過程中的工藝要求；8、噴涂修復(fù)過程：規(guī)定了噴涂修復(fù)過程中預(yù)熱的溫度要求、涂層制備要求及噴涂過程表面溫度控制要求；9、封孔：規(guī)定了封孔實施過程中的工藝要求；10、質(zhì)量檢驗：規(guī)定了海水鑄件浸滲噴涂修復(fù)試片的性能檢測方法及要求，包括結(jié)合強度、孔隙率及金相、顯微硬度及鹽霧性能等；11、包裝運輸：規(guī)定了包裝運輸?shù)木唧w要求；附錄A：提供了浸滲噴涂質(zhì)量計劃。3、解決的主要問題詳細說明本標準所解決的主要問題的背景和內(nèi)容。核電廠有大量設(shè)備運行于海水介質(zhì)中，存在腐蝕老化的設(shè)備風(fēng)險。比如某核電廠在日常運行期間發(fā)現(xiàn)某海水泵殼出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，經(jīng)常規(guī)的焊接修復(fù)、激光熔覆和金屬修補劑進行修補，實踐證明以上工藝對鑄造件修復(fù)效果較差，修復(fù)后泵殼復(fù)用仍然存在滲漏。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)泵殼基體材料為鑄鐵，材料表面本身在制造階段就會存在氣孔、夾渣、微裂紋等無可避免的缺陷，在海水中運行時，經(jīng)過沖刷、海水滲透腐蝕等作用，導(dǎo)致材料缺陷不斷發(fā)展，從而出現(xiàn)貫穿式孔隙，發(fā)生滲漏。鑒于傳統(tǒng)方法未能解決核電廠海水鑄件的泄漏問題，新的修復(fù)技術(shù)需求迫在眉睫。為了提高核電廠海水部件的運行安全性，保證其具有優(yōu)異的耐磨性和密封性，減少泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，本標準以浸滲和熱噴涂工藝為修復(fù)技術(shù)，規(guī)定其材料和工序，檢測其結(jié)合強度、孔隙率和硬度等性能，最終制定海水鑄件修復(fù)的技術(shù)要求，為后續(xù)其他海水鑄件的修復(fù)提供技術(shù)指導(dǎo)。三、主要試驗（或驗證）情況詳細說明為了完成標準中各項指標設(shè)置的合理性和先進性，所開展的試驗情況。項目組通過噴涂+浸滲方法開展相關(guān)性能研究。（1）顯微組織圖1所示為涂層的截面SEM組織，從圖中可以看出，涂層厚度為400μm，涂層形貌為典型的層狀堆疊結(jié)構(gòu)，平均孔隙率為6.6%。圖1涂層的微觀組織形貌（a:100×;b:200×）采用真空法對圖層進行浸滲處理，圖2和表1是VIS法封孔涂層截面具有代表性的兩片區(qū)域（3#和4#）元素線掃和點掃結(jié)果。根據(jù)成分結(jié)果可知，在3#和4#區(qū)域中，線掃路徑中Si元素滲透到最深處分別為P6和P14處，更深處的P7/P8/P16/P17孔中未檢測到Si元素。點掃結(jié)果中Si元素滲透最深孔隙為P3和P15（Si含量分別為27.3wt%和23.5wt%），P3和P15比P6和P14更深，P3和P15處到涂層表面距離分別為270、280μm，平均深度為275μm。圖2滲透深度線掃結(jié)果表1滲透深度點掃結(jié)果點掃位置元素含量（wt%）CrNiSiOFeP114.827.59.48.639.8P27.2630.515.840.5P333.420.627.314.24.5P1535.123.323.518.10P1624.420.109.145.1P1727.411.3011.947.4鹽霧試驗為了準確觀測涂層的腐蝕情況，以24h為一次觀察周期。圖3是浸滲涂層試樣經(jīng)鹽霧試驗腐蝕后的形貌。如圖所示，浸滲涂層試樣在鹽霧實驗下經(jīng)過96h（3次周期）和240h（10次周期）后，表面光亮，無銹跡出現(xiàn)；當(dāng)鹽霧時間達到432h（18個周期）時，涂層表面形貌仍然沒有生銹現(xiàn)象發(fā)生，說明涂層經(jīng)浸滲后，涂層貫穿孔和表面開口孔基本被封孔劑填充滿，使得腐蝕性介質(zhì)無法通過孔隙到達基體導(dǎo)致出現(xiàn)腐蝕性斑點，耐腐蝕性能更優(yōu)異。圖3浸滲涂層鹽霧試驗腐蝕形貌腐蝕試驗時長：a1:96h;a2:240h;a3:432h;四、標準中涉及專利的情況本標準不涉及專利問題。五、預(yù)期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況本標準的制定可以延長核電站海水鑄件的使用壽命，延長設(shè)備檢修周期，降低維修成本；有效減少機組引入的非計劃消缺，降低給機組帶來的維修風(fēng)險。六、與國際、國外對比情況目前國內(nèi)關(guān)于浸滲的標準有：GB/T41658-2022《金屬粉末（不包括硬質(zhì)合金）銅基浸滲粉檢驗方法》和HB/Z220.7-1992《鋁合金鑄件浸滲》，對于鋁合金浸滲以及浸滲粉提供了標準引導(dǎo)；國外浸滲標準有：ASME2394-2001《鋁合金砂型鑄件中浸滲至糾正滲透泄漏的使用.第IV節(jié)》、JISC2412-1975《半硬化樹脂浸滲玻璃絲綁帶》、美國軍工標準MIL-I-17563C-1992《鑄造和強金屬合成物浸滲劑》，對本文件中的浸滲工藝有一定的指導(dǎo)作用；熱噴涂相關(guān)的國際標準、國標、行業(yè)標準比較多，在核電領(lǐng)域也有NB/T25082-2018《核電廠設(shè)備構(gòu)件超音速火焰噴涂修復(fù)技術(shù)規(guī)范》，對金屬軸類、轉(zhuǎn)動部件的超音速火焰噴涂修復(fù)提供規(guī)范引導(dǎo)，這對于本標準的制定有一定的指導(dǎo)作用；目前國外內(nèi)對于海水鑄件的修復(fù)方法包括：噴涂、堆焊、金屬修補劑、高分子材料修補劑等，但效果有限；本文件提出的浸滲+噴涂的修復(fù)工藝，跨領(lǐng)域整合了兩種獨立的加工工藝，且在制定過程中參考了國內(nèi)外關(guān)于浸滲、熱噴涂的相關(guān)報告及管理辦法要求，可以有效修復(fù)核電廠海水鑄件，延長其服役壽命。七、在標準體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標準，特別是強制性標準的協(xié)調(diào)性本標準與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準協(xié)調(diào)一致。八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)本標準起草和征求意見過程中，沒有出現(xiàn)重大