ICS27.120.30 CCS F 46 团 体 标 准 T/CNS148—2025 2025‑06‑11发布 2025‑08‑01实施 中 国 核 学 会 中国标准出版社发 布 出 版Cr涂层锆合金包壳热冲击和高温氧化 试验方法 Test methods for thermal shock and high‑temperature oxidation of zirconium alloy cladding with Cr coating 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ 1范围………………………………………………………………………………………………………… 1 2规范性引用文件 …………………………………………………………………………………………… 1 3术语和定义 ………………………………………………………………………………………………… 1 4试验原理 …………………………………………………………………………………………………… 1 5试验设备 …………………………………………………………………………………………………… 1 6试样制备 …………………………………………………………………………………………………… 2 7试验步骤 …………………………………………………………………………………………………… 2 8数据处理 …………………………………………………………………………………………………… 2 9试验报告 …………………………………………………………………………………………………… 2 参考文献 ………………………………………………………………………………………………………… 4T/CNS148—2025 Ⅰ全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CNS148—2025 前 言 本文件按照 GB/T1.1—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。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由中国核学会提出 。 本文件由核工业标准化研究所归口 。 本文件起草单位 ：中国核动力研究设计院 、中广核研究院有限公司 、重庆大学 、国家电投集团科学技 术研究院有限公司 、上海核工程研究设计院股份有限公司 。 本文件主要起草人 ：赵琬倩、张瑞谦、李紫祎、薛佳祥、伍晓勇、高士鑫、王占伟、杨红艳、文青龙、徐祺、 王晓敏、何粱、高长源、彭振驯、廖业宏、李思功、郑罡、王浩、彭小明、张华锋、崔严光、李聪、尹春雨、严定恺、 泮林岳、谢汉芳。 Ⅲ全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 1T/CNS148—2025 Cr涂层锆合金包壳热冲击和高温氧化 试验方法 1范围 本文件描述了 Cr涂层锆合金包壳的热冲击试验和高温氧化性能试验方法 。 本文件适用于压水堆用 Cr涂层改性锆合金包壳在 1200℃条件下的耐热冲击性能 ，以及抗高温氧化 试验，包含试验设备 、试验原理和试验步骤 ，其他工艺制备的 Cr涂层锆合金包壳参考执行 。 2规范性引用文件 GB/T6462金属和氧化物覆盖层 厚度测量 显微镜法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 3.1 Cr涂层锆合金包壳 zirconium alloy cladding with Cr coating 在锆合金包壳外表面采用物理气相沉积法制备 Cr涂层的复合包壳管材 。 4试验原理 4.1热冲击 材料由于环境温度的急剧变化热胀冷缩效应而引起交变应力 ，观察此条件下锆合金表面涂层是否会 发生开裂 、破损等现象 。 4.2高温氧化 在保护气体环境中 ，将样品加热至试验要求温度后 ，通入一定流量的水蒸气高温氧化一段时间 ，快速 冷却试样到室温 ，观察样品表面形貌 。 5试验设备 5.1热冲击试验装置 5.1.1高温加热装置 温度可达 1200℃的高温加热元件 ，炉膛最高温度应 ≥1250℃，最大升温速率应 ≤40℃/min。 5.1.2淬火槽 通常为上面开口的长方形槽体容器 ，长度≥45mm，容积≥20L。 全国团体标准信息平台 2T/CNS148—2025 5.2高温氧化试验装置 试验装置至少包括反应室 、控温单元 、蒸汽发生单元 、蒸汽流量控制器等 。反应室应为试验材料提供 足够的氧化空间 ；控温装置采用电加热方式 ，具有满足试验要求的升 、降温速率 ，在设定试验温度条件下 ， 具备保温能力 ，1000℃以上要求控制精度 ±5℃；蒸汽发生单元提供一定流量的水蒸气 。 6试样制备 6.1加工试样尺寸 ：热冲击试验管长度应 >20mm；高温氧化试验涂层管长度建议应 >100mm。 6.2试验前，将试样放置在无水乙醇中超声清洗后 ，吹干待用 。 6.3热冲击试样封装 ：真空条件下 ，将涂层管密封在石英管 ，密封过程不带入其他杂质 ，确保试样温度 ≤350℃，真空度<0.3Pa。 7试验步骤 7.1热冲击试验 7.1.1开启试验装置 ，设置试验程序 ，升温至1200℃。 7.1.2待温度稳定后 ，将试样放入炉膛内 ，保温10min。 7.1.3保温结束后 ，开启炉门 ，将加热后试样迅速投入充满室温水的淬火槽中 。 7.1.4待试样降至室温 ，敲碎玻璃管 ，取出试样 。 7.1.5观察涂层表面有无裂纹 ，是否剥落 。 7.1.6关闭控温程序 ，关闭设备电源 ，试验结束 。 7.2高温氧化试验 7.2.1氧化试验需准备锆合金标样作为对照组 ，采用分析天平依次测量 Cr涂层试样和标样的原始质 量，记为W1和WZr1，测量精度不低于 0.1mg。 7.2.2采用游标卡尺依次测量试样和标样的内径 、外径、长度，精确到0.01mm。 7.2.3将Cr涂层试样和标样同时置于试验装置炉膛的有效均温区内 。 7.2.4通入水蒸气 ，控制流量达到稳定状态 。 7.2.5以合适的升温速率 ，加热至1200℃，氧化时间 ≥35min。 7.2.6保温氧化阶段结束 ，关闭水蒸气 ，继续通入高纯氩气 ，待试样随炉冷却至室温后 ，取出试验样品 ， 称重获得氧化 Cr涂层试样的质量 W2和标样的质量 WZr2。 7.2.7观察试样的中心区域涂层是否完整 ，如有无裂纹 、剥落。 7.2.8对高温氧化后试样 ，按照GB/T6462，观察氧化膜厚度 。 8数据处理 总体氧化增重和涂层氧化增重计算方法参考 T/CNS 146—2025中的第10章执行。 9试验报告 试验报告应包括下列内容 ： 全国团体标准信息平台