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、鉬及銅的鎳基耐蝕(shi)合金,是制造這類設備常用的材料。


 反應堆(dui)中的(de)(de)情況(kuang)與(yu)前(qian)處理階段有所不(bu)(bu)同。以目(mu)前(qian)最常用(yong)的(de)(de)加壓水反應堆(dui)為例,堆(dui)內(nei)構(gou)件(jian)主要(yao)受(shou)高(gao)(gao)溫(wen)高(gao)(gao)壓水的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。此(ci)外(wai),堆(dui)心部分(fen)的(de)(de)結構(gou)材料還要(yao)受(shou)到強烈的(de)(de)中子輻照,雖(sui)然腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)環境不(bu)(bu)算苛刻,但要(yao)求材料的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命長、安全度高(gao)(gao),不(bu)(bu)容許有腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物的(de)(de)沾(zhan)污。因此(ci),這里到處都離不(bu)(bu)開不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,起支撐、固(gu)定(ding)作用(yong)的(de)(de)骨架、格柵等是用(yong)超(chao)低碳奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼制(zhi)(zhi)作的(de)(de);卸(xie)料用(yong)的(de)(de)脈沖管和固(gu)定(ding)管系的(de)(de)螺釘(ding)(一個不(bu)(bu)太大的(de)(de)反應堆(dui)中要(yao)用(yong)幾千個)是用(yong)奧(ao)氏體-鐵(tie)素(su)體雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼制(zhi)(zhi)作的(de)(de);用(yong)于(yu)屏蔽(bi)中子輻照的(de)(de)防護板,是高(gao)(gao)硼不(bu)(bu)銹(xiu)鋼制(zhi)(zhi)作的(de)(de);各種管道(dao)及(ji)聯系構(gou)件(jian)也都是奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼制(zhi)(zhi)作的(de)(de)······因此(ci)可以說(shuo),除了燃料元(yuan)件(jian)和石墨反射體之外(wai),原子能反應堆(dui)里幾乎是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)世界。


反應(ying)堆內(nei)產生(sheng)的熱(re)量由壓力水導出,通(tong)過(guo)熱(re)蒸(zheng)發器產生(sheng)高壓過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽用(yong)以(yi)發電。這里輸送壓力水的管路系(xi)統要(yao)求(qiu)用(yong)高溫強度較(jiao)高的含鉬(mu)、氮(dan)不銹鋼(gang)(gang),而蒸(zheng)發器則要(yao)根(gen)據不同情(qing)況使用(yong)雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)、鐵(tie)鎳基(ji)合金(jin)及鎳基(ji)合金(jin)等(deng)。


 核(he)(he)反(fan)應(ying)堆的(de)后(hou)處理階(jie)段所(suo)接觸到的(de)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)介質(zhi)不僅多(duo)(duo)(duo)種(zhong)多(duo)(duo)(duo)樣,而(er)且對(dui)設備(bei)的(de)要(yao)求更為(wei)苛刻。同時為(wei)了確保反(fan)應(ying)堆安全生(sheng)產,防(fang)止(zhi)放(fang)(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)(xing)物質(zhi)泄露,對(dui)結構材料(liao)的(de)性(xing)(xing)(xing)能、質(zhi)量要(yao)求也特別(bie)高。去(qu)除燃(ran)料(liao)包殼和溶解燃(ran)料(liao)芯要(yao)用(yong)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)極(ji)強的(de)混(hun)合酸(suan),如硝(xiao)酸(suan)-氫氟(fu)(fu)酸(suan)、硝(xiao)酸(suan)-鹽(yan)酸(suan)、硫(liu)酸(suan)-氫氟(fu)(fu)酸(suan)或氫氟(fu)(fu)酸(suan)-氟(fu)(fu)化物等(deng)(deng),這時設備(bei)材料(liao)常(chang)用(yong)含有(you)鉻、鉬(mu)及鋼等(deng)(deng)多(duo)(duo)(duo)種(zhong)合金(jin)元素的(de)鎳基合金(jin)。在隨后(hou)進行的(de)排除放(fang)(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)(xing)廢物、萃取(qu)有(you)用(yong)的(de)核(he)(he)燃(ran)料(liao)及放(fang)(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)(xing)產品等(deng)(deng)一系(xi)列(lie)化工處理中,也要(yao)用(yong)大量高合金(jin)的(de)鎳鉻鉬(mu)銅不銹鋼。


 另外,核反應堆(dui)后處理(li)階段(duan)還有很(hen)多“清潔”設備,一般在弱腐蝕(shi)性環境中使用,但要求不(bu)(bu)生銹,不(bu)(bu)容許有腐蝕(shi)產物,容易清理(li)。這(zhe)類設備多采用較廉價的鐵素體不(bu)(bu)銹鋼。


 總之,原子(zi)(zi)能工業(ye)的發展與不銹鋼(gang)技術的進步有極為密切的關系(xi)。隨著(zhu)我國原子(zi)(zi)能發電事業(ye)的迅速發展,不銹鋼(gang)在(zai)其(qi)中將會作出越來越大的貢獻。