YB 中华人民共和国黑色冶金行业标准中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T* 高温气冷堆用炭堆内构件高温气冷堆用炭堆内构件 Carbon Core support components for High-temperature Gas-cooled Nuclear Reactor （征求意见稿）（征求意见稿） 20*20*- -* * *- -*发布发布 20*20*- -*- -*实施实施 中华人民共和国工业和信息化部中华人民共和国工业和信息化部 发布发布 前前 言言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本标准起草单位：方大炭素新材料科技股份有限公司、清华大学、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人： 高温气冷堆用炭堆内构件高温气冷堆用炭堆内构件 1 1 范围范围 本标准规定了高温气冷堆用炭堆内构件的技术要求、 试验方法、 检查与验收规则、 标识、 包装、运输和贮存。 本标准适用于以优质沥青焦为主要原料， 经成型、 焙烧、 浸渍、 再焙烧和精加工而制成， 供高温气冷堆堆芯用炭和含硼炭材料设备构件。 2 2 规范性引用文件规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件， 其 随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标 准达成协议的方法研究是可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件， 其最新版 本适合于本标准。 GB/T 1429 炭素材料灰分含量测定方法 GB/T 1431 炭素材料耐压强度测定方法 GB/T 3074.1 石墨电极抗折强度测定方法 GB/T 3074.2 石墨电极弹性模量测定方法 GB/T 3074.4 石墨电极热膨胀系数测定方法 GB/T 24528 炭素材料体积密度测定方法 GB/T 22588 闪光法测量热扩散系数或导热系数 JB/T 7993 碳化硼化学分析方法 ASTM E132 Standard Test Method for Poissons Ratio at Room Temperature ASTM E132 室温下泊松比率的标准试验方法 ASTM E1461 Standard Test Method for Thermal Diffusivity of Solids by the Flash Method ASTM E1461 用闪光法测定热扩散率的标准试验方法 DIN51914 Testing of carbonaceous materials - Determination of tensile strength Solid materials DIN51914 炭素材料抗拉强度测定检验方法 3 3 定义及代号定义及代号 3.1 本标准采用下列定义 高 温 气 冷 堆 炭 堆 内 构 件 炭 砖 Carbon Core support components for High-temperature Gas-cooled Nuclear Reactor 以煅后石油焦、沥青焦、煤沥青为主要原料，经成型、焙烧、浸渍、再焙烧及 机械精加工而成的炭素材料 3.2 代号 高温气冷堆炭堆内构件炭砖分为 HTZ-A 和 HTZ-B 两个型号， 具体代表的含义及使用范围 见表 1。 表 1 高温气冷堆用炭堆内构件代号及使用部位 代号 含义 使用部位 HTZ-A HTZ 代表核炭砖 A 代表不含硼 HTZ-A不含硼核炭砖 高温气冷堆底 1 层 热氦气出口用炭环 HTZ-B HTZ 代表核炭砖 B 代表含硼 HTZ-B含硼核炭砖 高温气冷堆底 2 层、侧层、顶层、炭塞 4 4 技术要求技术要求 4.1 高温气冷堆用炭堆内构件的理化指标应符合表 2 规定。 表 2 高温气冷堆用炭堆内构件技术指标 项目 单位 指标值 HTZ-A HTZ-B 灰分 ppm 3000 - 体积密度 g/cm 3 1.601.70 1.601.73 抗拉强度（、） MPa 10 10 抗压强度（、） Mpa 32 32 抗折强度（、） Mpa * * 热导率（、） （20） W/（m.K） 8.0 8.0 热导率（、） （200，400，600，800） * * 比热（20，200，400，600） J/（g.K） * * 弹性模量（动态） （、） GPa * * 弹性模量（静态） （、） GPa * * 泊松比 - * * 热膨胀系数（、） （20200 、20400、20600） 10 -6/ 5.0 5.0 威布尔分布何参数 m - 9.0 9.0 碳化硼含量 Wt % - 5.0 各向异性比 - 1.2 注：注：（1）表 2 中数值是该项限值，*为无限值，标注*的各项测试值以试验测量平均实际值 作为该项的数值。 （2）除密度、比热、波松比和各向异性比外，其它参数都应有平行、垂直两个方向上 的数据，平行为平行产品受力方向，垂直为垂直产品受力方向。 （3）各向异性比是指热膨胀系数在垂直方向和平行方向上的比值。 （4）当炭和含硼炭材料拉伸强度按正态分布时，可得到抗拉强度的标准差 ，平均值 和 之比 / 。要给出： ， ， / 。 （5）当炭和含硼炭材料抗拉强度按两参数威布尔分布，要给出威布尔分布的几何参数 m 和尺寸参数 R，而威布尔分布的几何参数 m 要符合下列要求：m9.0。按威布尔分布的几 何参数 m 和尺寸参数 R 的计算必须有 95%可信度。 4 4. .2 2 炭堆内构件机械加工技术条件炭堆内构件机械加工技术条件 炭堆内构件在机械加工中应符合下列各项规定： 4.2.1 炭堆内构件尺寸公差按 GB/T1800.3 规定最低加工精度为 IT12 级， 经常使用的为 IT8、IT9、IT10 三个等级。 4.2.2 炭堆内构件形位公差按GB/T1184规定最低为11级。 键和榫的位置度为 0.15mm， 控制棒孔道，吸收球孔道的位置度为 0.20mm。 4.2.3 除规定外炭堆内构件加工面的粗糙度为 6.3 m。 4.2.4 所有炭堆内构件部件棱边必须倒角，除规定外倒角为 245 4.2.5 除特殊规定外炭堆内构件倒内圆为 R5。 4.2.6 机械加工产品尺寸、位置度要求以用户合同要求为准。 4.3 外观质量外观质量 4.3.1 单砖外观质量要求 炭堆内构件成品内外表面上不允许有超过限值的裂纹、孔洞和刀痕； 炭堆内构件成品不允许存在夹渣、油污； 炭堆内构件产品不允许由于机械加工所造成的超限值的缺棱、 缺角， 不允许有未加工面。 4.3.2 炭堆内构件裂纹、孔洞和刀痕的限值要求 （1）裂纹的长度，2a4mm； （2）孔洞 为孔洞在炭堆内构件表面的最大直径；h 为孔洞的可测量最大深度。 不允许存在 44mm，且 h4mm 的孔洞；不允许存在 4mm 2mm，且 h5mm 的孔洞。 在上述判定条件仅满足 ，不满足 h 条件的情况下，按照判定条件 2） 、3） 、4）中的 h 要求 执行。 当孔洞在 4mm 2mm， 且 3mmh4mm 时， 一块炭砖上任意两孔洞间距 S500mm； 当孔洞在 4mm 2mm， 且 1mmh3mm 时， 一块炭砖上任意两孔洞间距 S400mm； 当孔洞在 4mm 0mm，h1mm 时，孔洞数量不计。 当出现两个孔洞尺寸分属上述不同类型时，孔洞间距 S 应按较小孔洞尺寸的要求限 制。举例说明：在一块炭砖上有一个 4mm 2mm，1mmh3mm 时，同时还有一个 4mm 2mm，3mmh4mm 的孔洞，则这两个孔洞间距 S400mm，即要求就低不就高； 成品中顶绝热层炭砖内外表面不允许存在上述类型 1、2 所描述的孔洞缺陷，只允许 由上述类型 3） 、4）的孔洞； 在一块炭砖内外表面允许有不超过上述 2）描述的 4 个孔洞。 （3）刀痕：宽度0.8mm，深度0.8mm，长度50mm。 4.3.3 炭砖表面质量要求 炭砖表面松散缺陷（密集分布的孔洞和裂纹）对比样块表面、质量参考表面质量对比样 块。 4.3.4 缺棱缺陷要求 在缺棱宽度 W7mm 条件下，且缺棱长度 L5mm 的缺棱算一处；有超过 W7mm 且 L 5mm 的缺棱 1 处应填报，应填报 NCR，不超出上述限值的，可以在制造单位内进行打磨处 理，并形成记录，W 和 L 定义见图 1 和图 2。 鉴于炭材料粒度 1.6mm，对棱边上尺寸2mm，深度1mm 的缺棱可不做打磨处理。 图 1 图 2 4.3.5 缺角缺陷 缺角任意方向尺寸 L7mm，可以由制造单位进行打磨处理；如果发生在炭砖尖角处的 缺角，长度和宽度之比 L:W1.5，应该按照 2 中缺棱缺陷考核和评价，缺角长度 L 和宽度 W 示意图见图 3。 图 3 缺角长度 L 和宽度 W 示意图 4.3.6 炭堆内构件清洁度要求 炭堆内构件在进行预组装之前必须对炭部件进行清洁操作。 （1）清洁度要求 在实施清洁处理后要求经过机加工的炭部件的表面上不存在任何污染物。 用目视检查的方法看不出任何污染物的存在。 擦拭后不得在表面留下肉眼可见的布纤维和绒毛。 擦拭或空气吹除后使炭部件的表面保持图纸所要求的光洁度。 （2）清洁操作方法 用脱脂无毛的毛巾或布擦拭后，毛巾和布上不得有炭和金属微粒、油迹、污尘和其他脏 物； 可以用空气吹除的办法除去在炭部件表面上的稀少微尘和颗粒。 在不通的孔中可以采用 真空吸附的办法除去小孔中的微尘和颗粒。 清洁不得改变炭材料表面的特性或引入可能造成破坏的杂物。 5 5、特殊要求、特殊要求 高温气冷堆炭堆内构件在成批生产之前必须进行生产工艺的工艺评定。工艺评定的目的是 要检查所试制的 HTZ-A、HTZ-B 产品是否达到炭堆内构件对于炭和含硼炭材料所规定的性能 要求、验收检查、取样方法、特征量的实验方法和验收准则等方面的内容。同时，通过工艺 评定促进碳和含硼碳材料生产工艺发展和改善。6 6 试验方法试验方法 6.1 尺寸及允许偏差 6.1.1 规格尺寸及允许偏差测定 用满足精度要求的测量工具进行测量。 6.2 理化指标测定 6.2.1 体积密度按照 GB/T 24528 规定执行。 6.2.2 石墨电极热膨胀系数按照 GB/T 3074.4 规定执行。 6.2.3 闪光法测量热扩散系数或导热系数按照 GB/T 22588 执行。 6.2.4 石墨电极抗折强度按照 GB/T 3074.1 执行。 6.2.5 石墨电极弹性模量按照 GB/T 3074.2 执行。 6.2.6 炭素材料耐压强度测定按照 GB/T 1431 执行。