《压水堆核电厂燃料和相关组件用不锈钢 第2部分：冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒》（征求意见稿）-编制说明

一、工作简况1、任务来源本项目来源于中国核能行业协会团体标准制定计划（核协科函[2020]453号），《关于〈压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范第1部分：锆合金零部件激光焊〉等41项团体标准通过立项审批的通知》。根据通知，《压水堆核电厂燃料和相关组件用不锈钢第2部分：冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒》由上海核工程研究设计院有限公司负责编制，参编单位为江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司、中核北方核燃料元件有限公司。编制周期为2020年9月到2022年3月。2021年6月，上海核工程研究设计院有限公司与中国核能行业协会签订了《中国核能行业协会团体标准制（修）订-核燃料相关及其他标准》合同，包括《压水堆核电厂燃料和相关组件用不锈钢第2部分：冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒》等31项团体标准。2、主要工作过程接到该标准编制的任务后，上海核工程研究设计院有限公司与江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司、中核北方核燃料元件有限公司成立了标准编制工作组，对标准编制工作按照起草阶段、征求意见稿阶段、送审稿阶段、报批稿阶段分别进行了任务分工和筹划，并按计划完成了征求意见稿编制阶段任务。2.1起草阶段根据任务要求，上海核工程研究设计院有限公司联合江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司和中核北方核燃料元件有限公司成立了中国核能行业协会团体标准编制工作组，组织编制工作。标准编制工作组制定了标准编制工作计划、编写大纲，明确任务分工及各阶段进度计划。同时标准编制工作组成员集中培训，认真学习GB/T1.1-2020相关要求，结合标准制定工作的各个环节，进行了研究和探讨。工作组经过技术调研，依据压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的工程应用实践，以及江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司制造测试结果和中核北方核燃料元件有限公司后续加工和组装工艺技术要求，于2020年12月形成草案稿。2021年4月，工作组召开标准编制工作会议，会议讨论了当前国内外022Cr21Ni10不锈钢棒相关技术发展动态，拟纳入本标准方案的技术先进性、成熟程度以及是否涉及专利等，确定了标准起草的总体框架和主要内容。2.2征求意见阶段标准编制工作组针对草案稿讨论的意见、建议进行归纳、总结，于2021年5月编写完成了中国核能行业协会团体标准《压水堆核电厂燃料和相关组件用不锈钢第2部分：冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒》的征求意见初稿。2021年6月，标准编制工作组组织征求意见稿研讨会，对征求意见稿的内容条款和技术指标进行逐条研讨，对标准编制过程中遇到的相关问题进行深入交流并达成共识，确定了标准征求意见稿的内容，完成征求意见稿。3、主要参加单位和工作组成员及其所作的工作等上海核工程研究设计院有限公司作为主编单位负责标准的编制工作，江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司作为参编单位，也是生产制造单位，负责反馈制造和检测结果，中核北方核燃料元件有限公司作为用户，负责反馈后续加工和组装工艺技术要求。主要成员：周云清、陆辉、陈芙梁、卢俊强、陈小强、李明扬、徐钦华、李洪刚。二、标准编制原则和主要内容1、标准编制原则本标准编制原则是立足于技术先进，规范合理，通俗易懂，针对压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的设计需求，结合022Cr21Ni10不锈钢棒国内制造和工程应用实践形成。江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司为生产制造单位，负责反馈制造和检测结果。中核北方核燃料元件有限公司为用户单位，负责反馈后续加工和组装工艺技术要求。（1）科学性本标准编制小组对022Cr21Ni10不锈钢棒技术条件进行了深入的调研，包括江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司对022Cr21Ni10不锈钢棒国产化制造、性能测试，进行大量实测数据验证，中核北方核燃料元件有限公司针对022Cr21Ni10不锈钢棒生产组装的技术反馈。在此基础上针对022Cr21Ni10不锈钢棒的技术指标要求，进行了认真的总结分析和针对国内工业体系的适应性调整，本着标准规范，通俗易懂，适用性强的原则和满足新版标准编写规则要求的前提下开展了编制。（2）实用性本标准对压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒技术要求进行了规范，规定了冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒技术评价的全过程，包括对尺寸、外形、技术要求、检验方法、检验规则、清洁、包装、标志和质量证明文件等环节进行了规定。本标准对冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的制造全过程，包括化学成份、制造工艺规程、钢棒制造、交货状态、力学性能、超声检测、表面质量、检验方法、检验规则等技术环节建立规范，以统一压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒技术评价方法，使其向科学化、合理化方向迈进，减少技术评价的主观性、随意性，增加科学性、客观性，从而达到提高核电行业质量管控水平的目的。2、标准主要内容的依据本标准编写的格式遵从GB/T1.1-2020的要求。化学成分：为减少感生放射性，严格限制了Co含量。为了改善塑性和延长使用寿命，严格控制P、Si含量，进一步降低了S含量。钢棒制造：根据国内核用不锈钢棒的常用制造经验反馈，规定了钢应采用电炉进行熔炼。交货状态：奥氏体不锈钢的强度比较低，且不能通过热处理使其强化，但是其塑性高、屈强比小、加工硬化率大，所以需要通过冷加工提高强度，根据燃料设计需求和材料加工性能等，规定钢棒应经过退火、冷拉、矫直和无心磨削处理并以切成定尺的状态供货。力学性能：根据燃料设计需求及国内外不锈钢棒堆内辐照应用经验，制定力学性能要求。超声检测：考虑材料可能存在的宏观缺陷，并对材料的微观组织，力学性能等进行无损评价，利用超声对钢棒内部缺陷进行检测。表面质量：根据堆芯相关组件设计需要以及钢棒力学性能、机械性能的要求，考虑在反应堆高温高压高辐照的苛刻环境下，表面质量缺陷处容易产生应力腐蚀裂纹。同时结合国内制造反馈，本标准规定钢棒经目视检查应无缩孔、碎屑、热裂纹，且在良好的制造加工工艺和检测的保证下应无裂纹、发纹、折叠、偏析、粗糙面或其他由于本身性质、程度、大小而影响材料使用的内部或表面缺陷。3、解决的主要问题本标准编制的目的是实现压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒生产技术的标准化和规范化。保证同行业产品质量要求以及评判标准的一致性。国内已有许多不锈钢棒/丝标准，如GB/T1220-2007《不锈钢棒》、NB/T20007.14-2010《压水堆核电厂用不锈钢第14部分:1、2、3级奥氏体不锈钢锻、轧棒》、GB/T29713-2013《不锈钢焊丝和焊带》和GB/T29713-2013《不锈钢焊丝和焊带》，但皆不能满足压水堆核电厂燃料和相关组件用导向螺母和端塞对022Cr21Ni10不锈钢棒材的低Co含量、高抗拉强度、高0.2%规定塑性延伸强度、高断后伸长率和高断面收缩率的要求。因此，急需对压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒制定统一的标准，规范国内压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的工程化产品质量，保证核电厂安全。三、主要试验（或验证）情况本标准编制的目的是实现冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒生产技术的标准化和规范化。保证同行业产品质量要求以及评判标准的一致性。依据压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的工程应用实践，以及江阴法尔胜泓昇不锈钢制品有限公司制造测试结果，完成了燃料用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的化学成分、力学性能、尺寸及外形、表面质量和超声检测等试验和测试，关键性能指标均得到了一致性验证。四、标准中涉及专利的情况本标准不涉及专利问题。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况本标准的制定规范国内压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的工程化产品质量，延长控制棒组件使用寿命，保证核电厂安全。六、与国际、国外对比情况1、项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑本标准没有采用国际标准，在制定过程中未查到同类国际、国外标准。2、与国内相关标准间的关系国内已有诸多不锈钢棒/丝标准，但皆不能满足压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的要求。例如：GB/T1220-2007《不锈钢棒》和NB/T20007.14-2010《压水堆核电厂用不锈钢第14部分:1、2、3级奥氏体不锈钢锻、轧棒》中皆未包括022Cr21Ni10不锈钢，且化学成分中也没有对Co含量进行规定。GB/T29713-2013《不锈钢焊丝和焊带》和GB/T17853-2018《不锈钢药芯焊丝》中虽然提及了022Cr21Ni10不锈钢，但化学成分中也没有对Co含量进行规定，且抗拉强度和断后伸长率也未达到压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒的要求。3、发展趋势本标准的技术具有先进性，相关技术已在国外多个压水堆核电厂以及国内AP1000核电厂得到应用，国内目前也已经实现了国产化，技术成熟程度也较高，本标准的技术不涉及专利。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强制性标准的协调性本标准是针对压水堆核电厂燃料和相关组件用冷拉022Cr21Ni10不锈钢棒规范，与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。八、重大分歧意见的处理经过和依据无。九、标准性质的建议说明建议本标准的性质为团体标准。十、贯彻标准的要求和措施建议标准发布后，上海核工程研究设计院有限公司将配合中国核能行业协会组织行业召开标准宣贯会，开展培训活动，促进该标准更好的贯彻实施。该标准根据国际目前技术发展水平，结合我国压水