T/CNEA 034.2-2022 压水堆核电厂燃料和相关组件用弹簧 第2部分：镍基合金螺旋弹簧

　　ICS 27.120.10

　　CCS F 48

　　团 体 标 准

　　T/CNEA 034.2—2022

　　压水堆核电厂燃料和相关组件用弹簧 第2部分：镍基合金螺旋弹簧

　　Spring for fuel assembly and associated core components in PWR nuclear power plants—Part 2:Nickel based alloy coiled spring

　　2 0 2 2 - 1 2 - 1 5 发 布

　　中国核能行业协会 发 布

　　T/ CNEA 034.2—2022

　　目 次

　　工

　　T/CNEA 034.2—2022

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。

　　本文件是T/CNEA 034《压水堆核电厂燃料和相关组件用弹簧》的第2部分。 T/CNEA 034《压 水 堆核电厂燃料和相关组件用弹簧》拟由以下2个部分构成。

　　——第1部分：不锈钢螺旋弹簧;

　　——第2部分：镍基合金螺旋弹簧。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国核能行业协会提出并归口。

　　本文件起草单位：上海核工程研究设计院有限公司、中核建中核燃料元件有限公司、中核北方核 燃料元件有限公司。

　　本文件主要起草人：叶臣、陈小强、张满、韦享雨、钟多军、王慧敏。

　　本文件为首次发布。

　　T/CNEA 034.2—2022

　　压水堆核电厂燃料和相关组件用弹簧 第2部分：镍基合金螺旋弹簧

　　1 范围

　　本文件规定了压水堆核电厂燃料和相关组件使用的镍基合金螺旋弹簧的技术要求、检测规则以及 包装、贮存和质量证明文件等内容。

　　本文件适用于压水堆核电厂燃料和相关组件用镍基合金螺旋弹簧的生产、交付。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适 用于本文件。

　　GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法

　　GB/T 228.2 金属材料 拉伸试验 第2部分：高温试验方法

　　GB/T 239 金属线材扭转试验方法

　　GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法

　　GB/T 1239.2 冷卷圆柱螺旋弹簧技术条件 第2部分：压缩弹簧

　　GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号

　　GB/T 18851.2 无损检测 渗透检测 第2部分：渗透材料的检验

　　NB/T 20008.14 压水堆核电厂用其他材料 第14部分：镍-铬-铁合金弹簧丝

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 技术要求

　　4.1 原材料要求

　　4.1.1 化学成分

　　弹簧丝材应采用GB/T 14992规定的 GH 4169 镍基合金，丝材化学成分应满足该牌号镍基合金及采 购方的要求。

　　4.1.2 晶粒尺寸

　　丝材在成品冷拉前一道固溶热处理后的平均晶粒尺寸应达到或优于6级。

　　4.1.3 熔炼

　　材料应进行多次熔炼，可采用电渣法、电熔剂法或其他需求方认可的方法，至少有一次熔炼是真 空自耗熔炼或真空感应熔炼。最后一次熔炼应使用保护气氛。

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　　4.1.4 热处理

　　丝材的热处理工艺可以在氩气或氢气气氛下进行。若使用电炉热处理，也可以采用空气气氛。不 允许使用纯氮或离解氨气氛。

　　4.1.5 表面粗糙度

　　丝材绕丝前应经过冷作处理，表面粗糙度应满足合同要求。

　　4.1.6 抗拉强度

　　经过规定的时效处理后，在绕丝前，应选取有代表性的丝材试样进行时效热处理，丝材时效热处 理后的室温抗拉强度不得小于1450 MPa。其他力学性能要求可根据需方要求参考NB/T 20008.14 执 行 。

　　4.1.7 交货状态

　　丝材应以固溶热处理后冷加工状态交货。

　　4.2 产品要求

　　4.2.1 弹簧力和弹簧刚度

　　工作区间的弹簧力和弹簧刚度应满足需方要求。

　　4.2.2 尺寸及外形

　　弹簧尺寸应符合设计要求，应符合 GB/T 1239.2 第5.3条规定。两端面磨平部分不小于3/4圈， 磨平面与弹簧轴线应垂直，偏差不宜大于5°。

　　应对弹簧总圈数、端部圈数进行检查，确认满足需方要求。

　　应对弹簧丝材直径进行检查，确认满足需方要求。

　　4.2.3 表面状态

　　加工后，弹簧表面光洁度应满足需方要求，可采用外观标样进行目视对比检测。弹簧端面粗糙度 应与支撑零件配合面相当，宜优于3.2μm。端部磨平时造成的毛刺应去除。

　　4.3 制造要求

　　4.3.1 制造工艺

　　螺旋弹簧应采用冷绕工艺成型。

　　4.3.2 清洗

　　螺旋弹簧冷绕成型后，在进行时效处理前应在碱性溶液或有机溶剂中进行清洗。清洗后目视检查， 不允许有污垢、油脂或其他沾污物。

　　4.3.3 时效处理

　　螺旋弹簧清洗后，弹簧应在一定温度下进行时效处理，随后降低炉温并保持一段时间。时效处理 后，弹簧可以任意速率冷却。时效处理应在氩气或氢气气氛或在空气中进行。如果使用油炉或气炉， 气体燃料中含硫颗粒数量应予以限制，油燃料含硫质量分数不允许超过0.5%。时效炉中火焰不允许与 弹簧直接接触。弹簧在时效处理后不允许进行酸洗。

　　4.3.4 喷砂处理

　　弹簧表面不应有污垢、油脂或其他沾污物。时效处理后宜进行喷砂处理，宜使用200目或更细的 氧化铝砂对进行喷砂。

　　4.3.5 丝材最终热处理工艺

　　丝材用分批退火工艺进行最终退火处理时，应对线圈一周每隔90°取试样进行金相检测，以确保一 批经退火处理的丝材平均晶粒尺寸达标，同时试样间的晶粒尺寸相差应在允许范围内，也可通过电炉 校准、工艺规程和电炉运行记录来确保退火处理时线圈周围炉温均匀，该情况下每个线圈可只取一个

　　试样进行检测。丝材用连续拉拔退火工艺进行最终退火处理时，应对丝材两端各取一个试样进行金相 检测，以确保一批经退火处理的丝材平均晶粒尺寸达标，同时试样间的晶粒尺寸的相差应在允许范围 内，也可通过电炉校准、工艺规程和电炉运行记录来确保在退火处理时炉温均匀，该情况下每个线圈 可只取一个试样进行检测。

　　5 检验规则

　　5.1 检验要求与取样规则

　　产品应按批进行随机取样和检验，宜采用表1检验要求与取样规则。

　　表 1 检验要求与取样规则

　　5.2 化学成分

　　化学成分检验结果应符合本文件4.1.1要求。

　　5.3 拉伸试验

　　丝材的试样制备和室温拉伸试验应参照GB/T 228.1的规定进行。

　　可根据需方要求，开展高温拉伸和扭转试验，宜按照GB/T 228.2 和 GB/T 239的规定进行。

　　5.4 弹簧力和弹簧刚度

　　产品的弹簧力和弹簧刚度检验结果应符合本文件4.2.1要求。弹簧力和弹簧刚度宜采用GB/T 1239.2第6.2条方法进行测量，应采用图纸规定的弹簧自由长度名义值减去最大并圈高度计算变形量 区间，变形量20%与60%时分别对应载荷的差值除以变形量的差值来计算。

　　5.5 尺寸外形

　　尺寸检验结果应符合本文件4.2.2要求。应参照GB/T 1239.2第6章方法进行测量。

　　5.6 表面粗糙度

　　表面状态检验结果应符合本文件4.2.3要求。

　　5.7 晶粒尺寸

　　应沿丝材轴向(纵向)测量晶粒尺寸，晶粒尺寸检验结果应符合本文件4.1.2要求，不允许出现 任何混合晶粒组织。宜采用GB/T 6394的方法进行检测。

　　5.8 涡流检测

　　用于制造弹簧的所有丝材都应进行涡流检测，缺陷应满足设计要求。

　　5.9 渗透检查

　　对于丝径>2.5mm 的弹簧，应进行渗透检查，不允许有细缝、裂纹、破皮、划伤或其他缺陷。应 参照 GB/T 18851.2的方法进行渗透检查。

　　5.10 目视检查

　　对于丝径≤2.5mm 的弹簧，应放大至少3倍进行目视检查，不允许有细缝、裂纹、破皮、划伤或 其他缺陷。

　　6 包装、贮存要求

　　6.1 包装

　　不同炉次或批次的材料和零部件应通过包装进行隔离，包装应防止物理损伤或沾污发生，同时应 具备清晰的标记防止搬运过程中造成零部件混乱。

　　6.2 贮存

　　零部件贮存过程中应采取有效保护措施防止杂质积累、表面腐蚀、物理损伤以及性能恶化等现象 的发生。所有原材料和零部件都具备清晰的标识和编号，并进行有序排列。

　　贮存区域内应保持清洁，不允许油污或金属碎屑累积。应对人员进出贮存区域进行控制。

　　7 质量证明文件

　　制造方应根据表1要求对产品进行检验，并提供质量证明文件。证明文件包括：

　　1) 制造方名称;

　　2) 产品说明;

　　3) 采购订单号;

　　4) 适用技术条件编号(包括版本号);

　　5) 热处理编号;

　　6) 检验编号或批次号;

　　7) 检验数据。