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(nai)蝕(shi)合金(jin),是制造這類設備常用的材料。


 反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)(dui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)情況與前處理階段有所不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)。以目前最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)加壓水反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)(dui)為例,堆(dui)(dui)內構件(jian)主要(yao)受(shou)高(gao)溫(wen)高(gao)壓水的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)。此外,堆(dui)(dui)心部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)結構材料(liao)還(huan)要(yao)受(shou)到強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)子輻照,雖然腐蝕(shi)環(huan)境不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)算苛刻,但要(yao)求(qiu)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)長(chang)、安全(quan)度高(gao),不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)容許(xu)有腐蝕(shi)產物的(de)(de)(de)(de)(de)沾污。因(yin)此,這里到處都離不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)開不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang),起支撐(cheng)、固(gu)定作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)骨(gu)架(jia)、格柵等(deng)是(shi)用(yong)超低碳奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de);卸料(liao)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)脈沖管和固(gu)定管系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)螺釘(一個不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)太大的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)(dui)中(zhong)要(yao)用(yong)幾千個)是(shi)用(yong)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙相不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de);用(yong)于(yu)屏(ping)蔽中(zhong)子輻照的(de)(de)(de)(de)(de)防護(hu)板,是(shi)高(gao)硼(peng)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de);各種(zhong)管道及聯系(xi)(xi)構件(jian)也都是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de)······因(yin)此可以說,除了燃料(liao)元件(jian)和石墨反(fan)射體(ti)(ti)之外,原子能反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)(dui)里幾乎是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)世界。


反應堆內(nei)產(chan)(chan)生的熱(re)量由壓力(li)水(shui)導出,通過熱(re)蒸發(fa)(fa)器產(chan)(chan)生高壓過熱(re)蒸汽用以發(fa)(fa)電(dian)。這(zhe)里輸送壓力(li)水(shui)的管(guan)路系統要求(qiu)用高溫強度較高的含鉬(mu)、氮不銹鋼,而蒸發(fa)(fa)器則要根據不同情況(kuang)使用雙相不銹鋼、鐵鎳基合金及鎳基合金等。


 核反(fan)應堆的后處(chu)理階段(duan)所接觸到的腐蝕性介質(zhi)不僅多種多樣,而且(qie)對(dui)設備(bei)(bei)的要求(qiu)更為苛刻(ke)。同時(shi)為了確保反(fan)應堆安全(quan)生(sheng)產,防止放射(she)性物(wu)(wu)質(zhi)泄露,對(dui)結構材(cai)料(liao)(liao)的性能、質(zhi)量要求(qiu)也特別高。去除燃料(liao)(liao)包殼和溶解燃料(liao)(liao)芯要用(yong)腐蝕性極(ji)強的混合酸(suan),如硝(xiao)酸(suan)-氫氟酸(suan)、硝(xiao)酸(suan)-鹽酸(suan)、硫(liu)酸(suan)-氫氟酸(suan)或(huo)氫氟酸(suan)-氟化物(wu)(wu)等(deng),這時(shi)設備(bei)(bei)材(cai)料(liao)(liao)常(chang)用(yong)含有(you)鉻、鉬及(ji)鋼等(deng)多種合金元素的鎳(nie)基合金。在隨后進行的排除放射(she)性廢物(wu)(wu)、萃取有(you)用(yong)的核燃料(liao)(liao)及(ji)放射(she)性產品(pin)等(deng)一系列化工處(chu)理中,也要用(yong)大量高合金的鎳(nie)鉻鉬銅(tong)不銹鋼。


 另外,核反應堆后處理階(jie)段還(huan)有(you)很多“清(qing)潔”設備(bei)(bei),一(yi)般在(zai)弱腐蝕性環境中使用,但(dan)要求不生銹,不容(rong)許有(you)腐蝕產物,容(rong)易清(qing)理。這類設備(bei)(bei)多采用較廉價的鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼。


 總之,原(yuan)子能(neng)工業的發展(zhan)與不銹(xiu)鋼技術的進(jin)步有極(ji)為密(mi)切的關系。隨著我國原(yuan)子能(neng)發電事業的迅速發展(zhan),不銹(xiu)鋼在其中將會作(zuo)出越(yue)來越(yue)大的貢獻。