压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范 第7部分：镍基合金电阻焊-编制说明（征求意见稿）

（征求意见稿）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焊接规范第7部分：镍基合金电阻焊》由上海核工程研究设计院有限公司负责编制，参编单位为中核北方核燃料元件有限公司、中核建中核燃料元件有限公司。标准编制的起始时间为2020年6月30日至2021年6月30日。2021年5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《中中国核能行业协会团体标准制（修）订专项技术服务合同》，包括团体标准《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8项团体标准制修订工作。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中核北方核燃料元件有限公司、中核建中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。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中核北方核燃料元件有限公司、中核建中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镍基合电阻焊的工程设计与制造实践，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镍基合金电阻焊相关技术发展动态，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。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焊接规范_第7部分：镍基合金电阻焊》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要编制单位负责起草标准文本，中核北方核燃料元件有限公司和中核建中核燃料元件有限公司作为参编单位，结合实践经验对标准提出反馈意见。主要成员：张杰、叶臣、李波、龚辛、冯素贞、李峰。二、标准编制原则和主要内容1、标准编制原则本标准的编制符合核电行业燃料组件性能评价方法发展的原则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性的原则，同时遵循目标性、统一性、协调性、实用性、一致性和规范性，开展本标准的编制工作。（1）科学性燃料组件连接件的强度是燃料组件设计重要的设计准则，其中镍基合金格架作为重要结构件，被压水堆燃料组件广泛使用，而电阻焊又是最常用的连接方式之一。我院对于镍基合金电阻焊技术要求制定具有非常丰富的设计经验，结合FA300燃料、AFA-3G燃料、AP1000燃料、SAF®-14等燃料组件研发和生产，国内已积累了非常丰富的设计和制造实践经验，建立了系统、规范的焊接技术体系，能够有力支撑该标准的制定。（2）实用性本标准对压水堆核电厂燃料和相关组件镍基合金电阻焊的技术要求和检验要求进行了规范，对工艺材料、工艺过程、合格性鉴定、检查和试验等生产环节建立规范要求，以统一压水堆燃料组件镍基合金电阻焊方法，使其向科学化、合理化方向迈进，增加科学性、客观性，减少制造环节的主观性、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依据国标GB/T1.1-2020中规定的编写规则进行编写。适用范围：为了提高标准适用范围的精准性，通过广泛调研当前燃料组件设计和制造情况，明确本标准可适用于镍基合金格架条带四角搭接和定位垫片点焊，其他镍基合金零部件若使用电阻点焊可参照执行。工艺材料：电极材料是镍基合金点焊的关键环节之一，最初根据国外设计，一般采用国外牌号的铜合金，综合镍基合金、格架条带常规厚度范围和表面状态，依据国内制造厂生产经验，可采用JB/T4281中B10或B11的电极材料，多点同步点焊可采用JB/T4281中A3/1或A3/2作为背面电极或中心导电电极，实现了电极材料的国产化替代。根据制造经验和电阻点焊技术特点，当电极头部变形或有凹痕时，应及时更换。工艺要求：本章根据国内镍基合金电阻焊实践经验，给出了标准的焊接工艺流程，包括焊接前准备、焊接、检查和试验等，特别是格架条带在焊接前的表面氧化物方法，使用细氧化铝砂布擦除，可以有效提高焊接质量。合格性鉴定：根据核燃料焊接工艺特点，结合国内外镍基合金电阻焊实践经验，要求分设备和工艺合格性鉴定两个阶段开展，并明确了各阶段的实施要求。归纳了关键工艺参数，有利于焊接参数控制和范围确定。归纳了工艺参数组合方法，固化了参数计算公式。接合统计学原理和实践经验，整理了试样取样方案，能实现合格性鉴定的代表性。检查与试验：本章设计和焊接工艺要求，结合国内外镍基合金电阻焊实践经验，给出了针对镍基合金电阻焊的检查项目和具体要求。针对电阻焊接特点、焊接接头形式、力学要求、材料性能要求等多方面因素，归纳了4种典型的检测项目，包括目视检查、抗剪强度试验、金相检查、剥离试验。3、解决的主要问题压水堆是我国目前主要的商用核反应堆堆型，而燃料和相关组件作为压水堆核反应堆堆芯的核心设备，其制造质量直接影响核反应堆的安全性、经济性和可靠性，因此相对于其他工业设备，对关键工艺需要进行更加严格、细致的控制。镍基合金格架作为重要结构件，被压水堆燃料组件广泛使用，而电阻焊又是最常用的连接方式之一。电阻焊接头需要保持足够的强度，保证格架连接件的强度能够满足燃料组件设计准则。目前，对于镍基合金电阻焊尚无直接可以依照的标准。国内在相关燃料组件的研发实践中已经积累了丰富的实践经验，但各家设计单位和制造厂对镍基合金电阻焊还缺乏统一的标准，使得焊接要求不一致，不利于国内压水堆燃料的长远发展、安全审评工作的开展及核电走出去。为解决上述问题，针对压水堆核电厂燃料组件镍基合金电阻焊开展了标准编制工作，对焊接方法进行了规定。三、主要试验（或验证）情况无。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2021年，国务院发布关于落实《政府工作报告》重点工作分工的意见。意见提出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案。优化产业结构和能源结构。推动煤炭清洁高效利用，大力发展新能源，在确保安全的前提下积极有序发展核电。研究和推广应用一批先进的核电行业标准，是有利于在确保安全前提下积极有序发展核电的。本标准的制定有利于各设计和制造单位采用统一的标准规范开展镍基合金电阻焊，有助于提升我国压水堆燃料组件关键部件设计和制造能力的规范性，能够促进结构优化及设计水平的提升，对于国内压水堆的长远发展、安全审评工作的开展及核电走出去具有重要推动作用。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《核动力厂反应堆堆芯设计》（HAD102/07-2020）3.4.1.15节对燃料组件设计的机械安全性提出了要求。《电阻焊焊接工艺规程》（GB/T19867.5）中对电阻焊焊接工艺进行了规定，但并未特别针对燃料组件常用的镍基合金及格架结构。本标准在焊接工艺上与《电阻焊焊接工艺规程》（GB/T19867.5）协调一致，但增加了燃料组件相关的要求，更具有适用性。本标准将在不违反相关法律法规、国家、行业和地方的已有标准的基础上，提出对镍基合金电阻焊活动更具指导意义的团体标准，本标准是对国家标准、能源行业标准中相关标准在特定领域中的深化。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