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,是制造這類設備常用的材料。


 反應堆(dui)中的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)與(yu)前處理階段有(you)所不(bu)(bu)同(tong)。以(yi)目前最(zui)常用(yong)的(de)(de)(de)(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)溫高(gao)壓水的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕。此(ci)外,堆(dui)心(xin)部分的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)材料(liao)還要(yao)受(shou)到(dao)強烈的(de)(de)(de)(de)(de)中子輻(fu)照(zhao),雖然腐蝕環境(jing)不(bu)(bu)算苛(ke)刻,但要(yao)求(qiu)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命長、安全度高(gao),不(bu)(bu)容(rong)許有(you)腐蝕產物的(de)(de)(de)(de)(de)沾(zhan)污(wu)。因(yin)此(ci),這(zhe)里(li)(li)到(dao)處都(dou)離不(bu)(bu)開(kai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),起支撐、固(gu)定作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)骨架、格柵(zha)等(deng)是(shi)用(yong)超(chao)低碳奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de);卸料(liao)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)管(guan)和固(gu)定管(guan)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)螺釘(ding)(一個不(bu)(bu)太(tai)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)反應堆(dui)中要(yao)用(yong)幾千個)是(shi)用(yong)奧(ao)(ao)氏體(ti)-鐵素體(ti)雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de);用(yong)于屏蔽(bi)中子輻(fu)照(zhao)的(de)(de)(de)(de)(de)防護板,是(shi)高(gao)硼不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de);各種管(guan)道及聯(lian)系(xi)(xi)構(gou)件(jian)也都(dou)是(shi)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de)······因(yin)此(ci)可以(yi)說,除了燃料(liao)元件(jian)和石墨反射體(ti)之外,原子能反應堆(dui)里(li)(li)幾乎是(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)世界。


反(fan)應堆內產生(sheng)的(de)熱量由壓(ya)力(li)水(shui)導出,通過(guo)熱蒸發(fa)器產生(sheng)高壓(ya)過(guo)熱蒸汽(qi)用(yong)(yong)以發(fa)電。這里輸送壓(ya)力(li)水(shui)的(de)管(guan)路系統要求用(yong)(yong)高溫(wen)強度較高的(de)含(han)鉬、氮不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),而蒸發(fa)器則要根據不(bu)(bu)同情(qing)況(kuang)使用(yong)(yong)雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)、鐵鎳基合(he)(he)金及鎳基合(he)(he)金等。


 核反(fan)應(ying)堆(dui)的(de)后處理(li)階段所接觸到的(de)腐蝕性(xing)(xing)介質不僅多種多樣,而且對設備的(de)要(yao)求(qiu)更為(wei)(wei)苛刻。同時為(wei)(wei)了確保反(fan)應(ying)堆(dui)安全生產(chan),防止放(fang)射(she)性(xing)(xing)物質泄(xie)露,對結(jie)構材料(liao)(liao)的(de)性(xing)(xing)能、質量要(yao)求(qiu)也(ye)特(te)別(bie)高。去除(chu)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)包殼(ke)和溶解燃(ran)(ran)料(liao)(liao)芯要(yao)用(yong)腐蝕性(xing)(xing)極強(qiang)的(de)混合酸(suan),如硝酸(suan)-氫氟(fu)酸(suan)、硝酸(suan)-鹽酸(suan)、硫(liu)酸(suan)-氫氟(fu)酸(suan)或氫氟(fu)酸(suan)-氟(fu)化物等(deng)(deng),這(zhe)時設備材料(liao)(liao)常用(yong)含有鉻(ge)、鉬及鋼等(deng)(deng)多種合金元(yuan)素的(de)鎳基(ji)合金。在隨后進(jin)行的(de)排除(chu)放(fang)射(she)性(xing)(xing)廢物、萃取有用(yong)的(de)核燃(ran)(ran)料(liao)(liao)及放(fang)射(she)性(xing)(xing)產(chan)品(pin)等(deng)(deng)一系列(lie)化工(gong)處理(li)中,也(ye)要(yao)用(yong)大(da)量高合金的(de)鎳鉻(ge)鉬銅不銹鋼。


 另外(wai),核反應堆后處(chu)理階段還有(you)很(hen)多(duo)“清潔”設備,一般(ban)在弱腐(fu)蝕性(xing)環境(jing)中使用,但要求不(bu)生銹(xiu)(xiu),不(bu)容許有(you)腐(fu)蝕產物,容易(yi)清理。這類(lei)設備多(duo)采用較廉價的鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。


 總之(zhi),原子能工業的發展與不銹(xiu)鋼技(ji)術的進步(bu)有極為密切(qie)的關系(xi)。隨著我國原子能發電事(shi)業的迅速發展,不銹(xiu)鋼在其中將(jiang)會作(zuo)出越(yue)來越(yue)大的貢獻。