世界主要核电标准（法、美、俄）在拉伸试验方法应用上的差异

□ 刘洪基 □ 韩国利 □ 刘运来

1.环境保护部华北核与辐射安全监督站 北京 100029

2.机械科学研究总院 北京 100044

世界主要核电标准（法、美、俄）在拉伸试验方法应用上的差异

□ 刘洪基1□ 韩国利1□ 刘运来2

1.环境保护部华北核与辐射安全监督站 北京 100029

2.机械科学研究总院 北京 100044

核电站中设备材料性能的可靠性，是核安全最基础的保障，拉伸试验是测定材料力学性能最常见的试验方法。针对在国内核电设备制造中广泛应用的世界主要核电标准（法、美、俄），对其在拉伸试验方法应用上的差异进行了对比，以便应用者有更清晰的辨识。

核电 室温拉伸试验 标准 差异

《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》指出，要在确保安全的基础上高效发展核电。截止到2014年6月，我国大陆运行的核电机组有20台，在建机组28台。在建机组除大量的二代改进型核电站外，还有引进美国技术的三门、海阳AP1000三代核电站，引进俄罗斯的田湾WWER压水堆核电站，上述核电站设备的制造分属法国RCC-M、美国ASTM/ASME和俄罗斯GOST标准系列，这也是世界上应用最为广泛的3个核电标准体系，这3个标准体系在核电设备材料拉伸试验方法的具体应用上有所差异。为了方便实际应用，防止在实际应用中误用混淆，本文以圆形标准试样为例，将上述标准以及我国的GB进行了比较分析，以便应用者对其不同之处有清晰的认识。

1 在试验设备精度要求上的差异

引伸计和拉伸试验机是拉伸试验过程中使用的主要设备，其精度对试验结果有直接的影响。引伸计用于测定拉伸过程中试样的位移或延伸，而拉伸试验机的作用则是对试样施加规定的作用力并进行精确测定。这两种设备，必须在使用前经检定（校正）合格，且在有效期内。

对引伸计和拉伸试验机的检定（校正）要求，法、美、俄标准均有所不同，在实际使用中，使用者要对照不同的标准选用不同的设备，才能满足不同的技术要求。例如，法国RCC-M标准要求在测定屈服强度时应选用精度至少为1级的引伸计（±1%精度），而美国ASME标准要求引伸计至少为B2级（±0.5%精度），我国标准则规定引伸计精度不低于1级，具体差异见表1。

2 在试样尺寸规定上的差异

不同的标准规范或设备采购技术规格书中，虽然都允许根据实际情况并在满足一定限定条件的前提下，采用不同形式的试样进行试验，但圆形标准试样是核电设备拉伸试验中最常用的。

以圆形试样为例，法、美、俄、中四国标准中对试样的要求不尽相同，其中尤以美国标准圆形试样的差异最大，其直径为12.5 mm，远大于其它标准中10 mm的圆形试样直径，且为非比例试样，具体差异见表2。

3 在试验温度范围要求上的差异

理论研究证实，绝大部分的金属材料，随着温度的上升，其强度会降低，韧性会升高。对一些特殊的金属材料，在某些温度范围内，其性能参数会变得更为敏感，微小的温度差异可能就会导致较大的性能变化。

对常温拉伸试验，法、俄核电标准一般要求为10～35℃，而美国则更为宽一些，为10～38℃，具体差异见表3。

表1 试验设备差异

表2 试样尺寸差异

表3 温度范围差异

表4 试验速度差异

4 在试验速度要求上的差异

试验速度是拉伸试验操作中一个非常重要的参数，在法、美、俄标准中，对拉伸试验速度的要求也略有差异，具体规定见表4。

上述规定是法规、标准中的具体要求，但国内很多核电设备制造厂家，由于受试验设备条件限制，在实际的试验过程中没有采用应变速率的控制方法，而较为普遍地采用了控制拉伸试验机夹头分离速度的方法。

为更清楚理解法、美、俄标准对试验速度的不同规定，体会不同标准对试验速度要求的差别，本文假定试验时使用的是60 mm平行段长度的标准圆形试样，核算出夹头的分离速度，具体见表5。

表5 夹头分离速度比较/（mm·min-1）

从表5可以直观看出，美国标准与其它标准有较为明显的差别，RCC-M与GOST两者的要求相同；而GB/T228.1-2010标准规定最为具体，不仅提供了应变速率和应力速率两种试验速率控制方法，并推荐使用应变速率控制方法，在应变速率控制方法中，针对不同应力的测量，又提供了可选用的2～3个应变速率范围，并给出了推荐值。

5 在试验结果处理上的差异

在延伸率（伸长率）结果的处理上，法、俄、中标准处理方法基本一致，而美国则略有不同。

法、俄、中标准均规定，当断裂处与最近的标距标记之间的距离不小于原始标距的三分之一时，试验方为有效。但如果伸长率结果满足规定值，则不管断裂位置处于何处，均为有效。否则，可采用移位法测定断后伸长率。

美国标准则规定，当断裂处发生在减缩截面段内的定位点，或划线标记的地方，或在标距中间一半以外的地方，则试验结果不能真实反映材料性能。但如果伸长率的结果满足规定值，可判定伸长率合格，不需再做试验。否则，该试验作废，需重新进行试验。

6 结论

本文将在国内核电设备制造中广泛应用的法、美、俄核电标准进行了分析，对其在拉伸试验方法的具体应用中，在设备、试样、温度、速度和处理结果方面的要求进行了逐一的比对，列出了其中细微的差异，可以为操作者或其他人员准确理解和运用标准起到一定的参考作用。

［1］RCC-M-2000，MC1000 Mechanical，Physical，Physicalchemical and Chemical Tests［S］.

［2］ASTM A370-2003，Standard Test Methods and Definition for Mechanical Testing of Steel Products［S］.

［3］ASTM E8-2004，Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials［S］.

［4］GOST 1497-1984，Methods for Tension Testing of Metallic Materials［S］.

［5］GB/T 228.1-2010，金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法［S］.

［6］聂月生.对金属材料室温拉伸试验影响因素的分析与探讨［J］.检测与分析，2008，93（9）：83.

（编辑 禾 禾）

T-651；T-652

B

1000-4998（2015）02-0059-03

2014年8月