金属所攻克首台国产化陶瓷电熔炉用特种耐蚀电极
- 2025/1/21 16:15:24 15359
- 来源：中国科学院金属研究所
【仪表网 研发快讯】近日，中国科学院金属研究所承担的中国核电工程有限公司动力堆高放废液陶瓷电熔炉电极制造项目顺利通过验收。
放射性废物处理在核能产业链中占据举足轻重的地位，其中高放废液玻璃固化技术凭借其高效性和稳定性成为国际公认的主流处理方式。熔炉电极作为该技术的核心部件，其抗玻璃腐蚀性是保证设备安全运行的关键性能。
金属所先进材料凝固与制备技术课题组项目组针对国家核废处置重大工程的迫切需求，基于晶界原位内生氧化颗粒固铬抗蚀思路，研发了高放废液玻璃固化熔炉电极用新型耐玻璃腐蚀高温合金及其制备技术，搭建了模拟熔炉电极服役环境的熔融玻璃腐蚀损伤评价装置，明晰了Al、Ti等微合金化元素与Cr3+离子扩散、孔洞、氧化膜抗剥落性的关联性与控制规律，研制的新型合金耐玻璃腐蚀性能较国外装置用材料提升70%，电极寿命提高50%以上。
基于合金研制成果，项目组进行国产化电极部件的生产制造，研发了大规格铸锭纯净化冶炼、锻造和热处理技术，解决了高品质新型电极材料制备难题；研发了小进给变形控制技术和超长径比深孔钻技术，解决了熔炉电极大尺寸薄壁复杂零件易变形、超长径比薄壁管材尺寸超标等难题；针对熔炉电极电子束焊接规格多、尺寸大、精度高、无损检测难度大等技术难题，明确了焊接工艺参数与焊接接头组织形貌和力学性能之间的关系，优化了电子束工艺和工装，采用新型相控阵无损检测技术，进行了整套电极的电子束焊接工艺评定和焊接工艺规程制定，已成功用于首套国产化高放废液玻璃固化中间熔炉电极制造。该成果解决了高放废液陶瓷电熔炉电极制造关键技术难题，填补了该领域国内电极材料与制造工艺空白。
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