核工业的反应堆、核燃料处理等环节,金属软管需在辐射剂量达10?-10?Gy的强辐射环境下工作,同时承受高温高压和腐蚀性介质,普通金属软管在辐射作用下会出现材质脆化、强度下降等问题,导致失效。开展金属软管的耐辐射性能研究,研发适配核工业的产品,是行业技术升级的重要方向。
耐辐射性能提升的核心是材质选择与结构强化。材质选用耐辐射特种合金,如钛合金、镍基合金以及耐辐射不锈钢(添加钛、铌元素稳定晶体结构),这些材料在强辐射环境下,晶格畸变较小,力学性能变化率≤15%。对材质进行辐射老化试验,在钴-60辐射源下照射至额定剂量后,拉伸强度和冲击韧性保留率≥80%。
结构设计采用“高强度+抗疲劳”方案,波纹管采用多层厚壁结构,层数3-5层,壁厚根据辐射剂量调整,确保辐射导致的壁厚减薄后仍能满足强度要求;网套采用高强度钢丝编织,编织密度≥95%,提升整体结构稳定性。接头采用一体化锻造工艺,减少焊接接头,避免辐射导致的焊接部位失效。产品需通过严格的核工业试验,包括辐射老化试验、高温高压试验、腐蚀试验等,同时获得国家核安全局颁发的核级设备资质证书方可应用。目前,耐辐射金属软管已成功应用于核电站的冷却系统和核燃料输送管路,使用寿命达10年以上。佛山市南海区洪昌聚发机电阀门有限公司(Foshan Nanhai Hongchang JufaElectromechanical Valve Co., Ltd.)