双相不锈钢管组织中,铁素体约占30%以上的体积分数,双相不锈钢管集奥氏体不锈钢管和铁素体不锈钢管的优点于一身。首先,合金元〇素中MoWCu的增加,使双相钢的局部耐腐蚀性能得到改善;其次,双相不锈钢管碳含量较低,使焊接性能有了一个较大的改观。2205不锈钢管比一般不锈钢管的抗应力腐蚀能力更强,同时也提高了抗晶间腐蚀的能力,而且力学性能也比普通不锈钢管强很多。凭借优越的性能和良好的可焊性,2205双相钢的应用日趋广泛。经过几十年的⊙研发和生产,双相不锈钢管已经在╱化工、天然气、能源与环保、船舶工业、军事领域海』水环境与淡化等领域中得到了广泛的应用。

我国目前AP1000核电机组已成批量生产的态势,应用双相不锈钢管的产品越来越多,因此对于核电站而∏言提高换料水池房间的耐蚀性和强度具有十分重要的意义。一直以来,我国核电站使用的换料水池采用奥氏体不锈钢管,这主要是因为双相不锈钢管存在许多制造和加工难点:第一是2205双相不锈钢的钢板制≡造技术。虽然我国的太原钢铁、鞍山钢铁、上海宝钢等钢厂已进行相关研发工作,但到目前为止我国依然没有完全掌握大尺寸双相钢构件的制造技术,这一点严重影响了国产三代核电站的国产化率。同时,奥氏体●和铁素体两相的比例对性能影响较大,如果某一相的含量失衡,则会对整体的耐腐蚀性能和力学性能产生不利的影响。比如容易产生有害的金属间相和氮化物,都会降低韧性和不锈钢管的塑形。另外,第三相的析出也是对双相钢的力学性能不利的因素,会提高裂纹的扩展速率,降低高温蠕变性能。

核电站中的乏燃料水池中∩的双相不锈钢管与传统不锈钢管相比有明显的优势:第一,在大多数条件下,双相不锈钢管可以更好的抵抗氯化物的腐蚀;第二,双相不锈钢管有较强的耐点蚀能力;第三,双相不锈钢管是一种低镍型不锈钢管,经济型较好;第四,双相不锈钢管的力学性能优于普通不锈钢管

2205不锈钢管AP1000第三代核电机组中主要应用于结构模块产品中,其↓主要有两个功能,一是搭建建筑结构墙体,与墙体螺柱和混凝土共同组建建筑结构的墙体;二是在构成建筑墙体的同时,围成空间结构,形成容器构型,可作为换料水池、换料通道、反应堆腔室、乏燃料水池等功能。这些区域是核电站环境中较为恶劣的区域,这些区域需要储存大量具有腐蚀性强的溶液,但是所有应用于这些区域的结构材料在整个电站运行期间都不可以替换,它的安全运行直接影响到反应堆系统的工作和安全,因此要求容器材料具有较强的耐腐蚀性能。美国Westinghouse电气公司在︻这些区域的材料设计方面,大量应用了厚度为1/2"2205双相不锈钢管。为了防止因焊接缺陷、母材腐蚀等原因造成的液体或其他有害物质泄漏,在容器的钢板与钢ζ板连接的背部,均设计了防泄漏用的管道和泄漏盒,用于在特殊情况下的放射性物质的回收。

国家核电技术公司下属的二级单位山东核电设备制ω 造有限公司在AP1000依托化项目的浙江三门和山东海阳的核电项目中,首次对2205双相钢焊接过程中进行了焊接试验和焊工技能评定的尝试,但由于在国内核电行业是第一次使用2205双相钢,国家核安全局的民用核安全设备焊工资格考试的材料组别中并未将其纳入,山东核电设备制造有限公司作为AP1000全球首家专业化制造▼工厂,在焊工的技能资质取证方面积极推动此类钢材组别的在国内核安全设备考试中的划分,多次协调国家核安全局,并最终将2205不锈钢管材质划归为HAF考试中的SX1类,进行国内首次HAF考试,并于2011年取得HAF核级焊工资质。

由于目前2205双①相钢在我国核电应用尚属初期,相关技术文件一直在不断完善,后续AP1000核电项目对2205双相钢的焊接要求在增加,例如中国相关的核电设计◆院在进行AP1000核电站图纸转化过程中,对国产化的CAP1000CAP1400后续项目2205焊接工艺评定要求中增加对焊接接头晶间腐蚀的控制要求。研究双相不锈钢管焊接工艺主要需考虑焊接接头和热影响区的耐蚀性能,包括选择适当的焊接◣参数和方法,适当的坡口准备和选择正确的填充材料以及保护气体的成分和流量,控制焊接热输入等,这对提高双相不锈钢管在核电上的应用和推广以及我国核电的发展都有着非常重要的意义。