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)蝕合金,是制造這類設備常用的材料。


 反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)中的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況與前處理階段有(you)(you)所(suo)不(bu)同。以(yi)目前最(zui)常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)加壓水(shui)反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)為例,堆(dui)內構(gou)件主要(yao)受(shou)(shou)高(gao)溫高(gao)壓水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)。此(ci)外(wai),堆(dui)心部分的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)材(cai)料(liao)還要(yao)受(shou)(shou)到強烈的(de)(de)(de)(de)(de)中子輻照(zhao),雖然腐蝕(shi)環境不(bu)算苛(ke)刻,但要(yao)求材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命長、安全度(du)高(gao),不(bu)容許(xu)有(you)(you)腐蝕(shi)產物的(de)(de)(de)(de)(de)沾污。因此(ci),這(zhe)里到處都(dou)離(li)不(bu)開不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),起(qi)支撐、固定作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)骨架、格柵等是用(yong)超低碳奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de);卸料(liao)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)管(guan)和(he)固定管(guan)系的(de)(de)(de)(de)(de)螺釘(一(yi)個不(bu)太(tai)大的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)中要(yao)用(yong)幾(ji)千(qian)個)是用(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de);用(yong)于屏(ping)蔽中子輻照(zhao)的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)護板,是高(gao)硼不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de);各種管(guan)道(dao)及聯系構(gou)件也(ye)都(dou)是奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)······因此(ci)可以(yi)說,除了燃料(liao)元件和(he)石墨反(fan)(fan)射(she)體(ti)(ti)之外(wai),原(yuan)子能反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)里幾(ji)乎是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)世界。


反(fan)應堆(dui)內產生的(de)熱量由(you)壓力(li)水導出,通過(guo)熱蒸(zheng)發器產生高(gao)壓過(guo)熱蒸(zheng)汽(qi)用以發電。這里輸送壓力(li)水的(de)管路系統要求用高(gao)溫強度較高(gao)的(de)含鉬、氮(dan)不銹鋼(gang),而蒸(zheng)發器則要根據不同情況使用雙相不銹鋼(gang)、鐵鎳(nie)基合金及(ji)鎳(nie)基合金等。


 核(he)反(fan)應(ying)堆的(de)(de)(de)后(hou)處理(li)階(jie)段所接觸(chu)到的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)性介質不僅多(duo)種多(duo)樣,而且(qie)對設備的(de)(de)(de)要(yao)求更為(wei)苛刻(ke)。同時(shi)為(wei)了確保反(fan)應(ying)堆安全(quan)生產,防止放射性物質泄露,對結構材料(liao)的(de)(de)(de)性能、質量要(yao)求也特別高。去除(chu)燃(ran)料(liao)包(bao)殼和(he)溶解燃(ran)料(liao)芯要(yao)用(yong)腐(fu)(fu)蝕(shi)性極(ji)強的(de)(de)(de)混(hun)合(he)酸(suan)(suan),如硝(xiao)酸(suan)(suan)-氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)、硝(xiao)酸(suan)(suan)-鹽酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)-氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)或氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)-氟(fu)(fu)化(hua)物等(deng),這時(shi)設備材料(liao)常(chang)用(yong)含有鉻(ge)、鉬及鋼等(deng)多(duo)種合(he)金元素的(de)(de)(de)鎳基(ji)合(he)金。在隨后(hou)進行的(de)(de)(de)排除(chu)放射性廢物、萃取有用(yong)的(de)(de)(de)核(he)燃(ran)料(liao)及放射性產品(pin)等(deng)一系(xi)列化(hua)工處理(li)中,也要(yao)用(yong)大量高合(he)金的(de)(de)(de)鎳鉻(ge)鉬銅(tong)不銹鋼。


 另(ling)外,核反(fan)應堆(dui)后處理階段還有很多“清(qing)潔”設備(bei),一般(ban)在弱(ruo)腐(fu)蝕(shi)性環境中使用,但要求不(bu)(bu)生銹,不(bu)(bu)容許有腐(fu)蝕(shi)產物,容易清(qing)理。這類設備(bei)多采用較廉價的(de)鐵素體不(bu)(bu)銹鋼。


 總之,原子能工業的(de)(de)發展(zhan)與不銹鋼技術(shu)的(de)(de)進步有極為密切的(de)(de)關系。隨著我國原子能發電事業的(de)(de)迅速(su)發展(zhan),不銹鋼在其中將會作出越(yue)來越(yue)大的(de)(de)貢獻。