CSTM-高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測試方法編制說明

附件5：CSTM標準高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測試方法編制說明（征求意見稿/送審稿/報批稿）標準編制組2021年8月工作簡要過程，來源及主要參加單位和工作組成員1.1工作簡要過程（1）總體過程本標準的制定過程主要分為前期準備、初稿編寫階段、征求意見稿編寫階段。（2）前期準備（2020年1月-2020年5月）主要任務(wù)是成立標準編制小組，分解工作任務(wù)、文件收集和調(diào)研分析、明確標準編制的進度控制。在前期準備階段成立標準編制小組和明確工作任務(wù)后，首先消化吸收蘇州熱工研究院有限公司編制的相關(guān)技術(shù)條件；收集了國標（GB）和能源標準（NB）有關(guān)的檢測、檢驗標準，并對上述所有標準進行了研究和分析，確立編制標準的構(gòu)架以及技術(shù)內(nèi)容。（3）初稿編寫（2020年6月-2020年9月）在上述調(diào)研分析的基礎(chǔ)上同時結(jié)合國內(nèi)實際情況，起草了本標準的初稿。征求意見稿編寫（2020年9月-2020年12月）初稿完成后，在具體章節(jié)編寫過程中，對于標準內(nèi)容的定位和合理安排問題主編單位向各參編單位征求了相關(guān)意見。并對反饋意見主編單位內(nèi)部進行多次反復(fù)討論和修改，最終形成本標準征求意見稿。標準征求意見稿編制期間主要工作如下：2020年9月22日于蘇州及線上會議方式主編單位蘇州熱工研究院有限公司就本標準初稿向部分專家征求了修改意見，對初稿進行了部分修改及完善。1.2來源及主要參加單位和工作組成員本標準經(jīng)過中國材料與試驗團體標準委員會（以下簡稱：CSTM標準委員會）金屬材料腐蝕與防護領(lǐng)域委員會審查，CSTM標準委員會批準CSTM標準《高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測試方法》立項，標準（中文版）立項編號為CSTMLX920000738-2021，標準（英文版）立項編號為CSTMLX920000738-2021E，計劃于2022年12月完成本項目。本項目由蘇州熱工研究院有限公司牽頭主編，上海交通大學(xué)、東北大學(xué)為參編單位。本標準編制組成員情況詳見表1。表1：標準編制組成員名單序號姓名單位職務(wù)/職稱負責(zé)編寫內(nèi)容1梅金娜蘇州熱工研究院有限公司高級工程師編制全文2韓姚磊蘇州熱工研究院有限公司工程師編制全文3薛飛蘇州熱工研究院有限公司高級工程師審定全文4彭群家蘇州熱工研究院有限公司高級工程師審核全文5張樂福上海交通大學(xué)研究員審定全文6郭相龍上海交通大學(xué)副教授審核全文7汪家梅上海交通大學(xué)博士生審定全文8張濤東北大學(xué)教授審核全文標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則2.1標準化對象簡要情況針對高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測試的特殊要求，研發(fā)傳熱管微動磨損行為定量評價裝備，實現(xiàn)模擬核電站一、二回路溫度、壓力和水化學(xué)條件下在寬載荷范圍、微小位移幅值加載條件下的純沖擊、純滑移和沖擊-滑移復(fù)合精確控制，定量獲得最大靜摩擦系數(shù)、動摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)等摩擦磨損性能數(shù)據(jù)。所獲得關(guān)鍵數(shù)據(jù)已在華龍一號、CPR1000等核電機組設(shè)計和安全論證中。2.2制訂標準的原則（1）政策性本標準在制定工作中遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的原則。本標準的制定符合國家現(xiàn)行有關(guān)法律、法規(guī)和政策。（2）先進性本標準的制定有利于促進技術(shù)進步和科技發(fā)展，反映了本行業(yè)的具體情況和未來發(fā)展方向，充分論證與界定了標準的適用范圍，其技術(shù)水平為國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。（3）實用性本標準主要用于指導(dǎo)核電設(shè)備材料在最大靜摩擦系數(shù)、動摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)等摩擦磨損性能數(shù)據(jù)的定量獲取方法，是需求方與測試方之間的質(zhì)量保證依據(jù)，具有較強的實用性。（4）通用性本標準規(guī)范核電設(shè)備用金屬材料在高溫高壓水中最大靜摩擦系數(shù)、動摩擦系數(shù)和Archard磨損系數(shù)測量方法，可促進國內(nèi)相關(guān)科研機構(gòu)間測試方法和試驗結(jié)果的規(guī)范性、通用性、一致性以及可靠性。（5）規(guī)范性本標準制定時嚴格遵循GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則》規(guī)定，文字表達力求準確簡明，內(nèi)容嚴謹合理。采用國際標準和國外先進標準不適用。標準主要內(nèi)容確定的論據(jù)本標準主要內(nèi)容確定的論據(jù)：本標準按照GB/T1.1-2020標準規(guī)定的結(jié)構(gòu)、格式和表達方式編輯；基本物理概念表示方法，考慮測試方法的規(guī)范性、統(tǒng)一性以及使用習(xí)慣，本標準采用通用性字母表示摩擦磨損系數(shù)測量試驗中所涉及的物理概念；在測試方法使用的可指導(dǎo)性方面，規(guī)定了核電設(shè)備用金屬材料在高溫高壓水中進行摩擦磨損系數(shù)測量試驗的適用范圍、試樣制備和要求、試驗原理、儀器、設(shè)備、關(guān)鍵試驗步驟、試驗結(jié)果觀察及評定和試驗報告等；為方便相關(guān)方使用標準，在本標準中未體現(xiàn)試驗樣品的具體尺寸要求，應(yīng)符合雙方協(xié)議。主要試驗（或驗證）結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟論證，預(yù)期的經(jīng)濟效果等。摩擦磨損是核電部件材料的主要失效形式之一。在核電部件的設(shè)計、運行和壽命預(yù)測等階段均需要明確掌握高溫高壓水環(huán)境中材料的最大靜摩擦系數(shù)、動摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)等摩擦磨損性能數(shù)據(jù)。為起草本標準，標準編制組進行了大量試驗驗證工作，各參與單位分工負責(zé)摩擦磨損性能數(shù)據(jù)測試工作，在蘇州熱工研究院有限公司、上海交通大學(xué)等單位自主研發(fā)設(shè)計的不同高溫高壓水環(huán)境摩擦磨損試驗機上開展試驗研究工作，充分驗證標準中給出的測試方法的通用性和合理性，從而按照本標準的編制原則和要求，形成高溫高壓水環(huán)境中材料的最大靜摩擦系數(shù)、動摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)等摩擦磨損性能數(shù)據(jù)的試驗方法、步驟、結(jié)果觀察及評定等要素。與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準的關(guān)系。本標準《高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測試方法》滿足核安全法規(guī)（HAF）、核安全導(dǎo)則（HAD）。目前國內(nèi)外尚無關(guān)于高溫高壓水環(huán)境摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)定量測試統(tǒng)一標準。國際上關(guān)于摩擦、磨損性能測試標準主要包括：由美國材料與試驗協(xié)會發(fā)布的《ASTMD5707-2016用高頻線性振蕩（SRV）試驗機測量潤滑脂摩擦和磨損性能的標準試驗方法》和《ASTMD6425-2017用SRV試驗機測量極壓(EP)潤滑油摩擦和磨損特性的標準試驗方法》，這兩個標準是針對潤滑劑、工業(yè)油及相關(guān)產(chǎn)品，不適用于金屬材料測試?！禔STMD1894-14塑料薄膜及薄板的靜態(tài)和動態(tài)摩擦系數(shù)的測試方法》是針對塑料產(chǎn)品而制定的標準方法，也不適用于金屬材料?！禔STMG77-17用環(huán)塊磨損試驗為材料抗滑動磨損分級的的標準試驗方法》規(guī)定的是環(huán)塊方式磨損性能評價試驗方法，不適用于往復(fù)運動摩擦磨損性能試驗。在中國標準分類中，測量摩擦磨損方法的主要包括：《GBT12444-2006金屬材料磨損試驗方法試環(huán)-試塊滑動磨損試驗》該標準與美國ASTMG77標準相對應(yīng)，主要適用于環(huán)塊方式磨損性能評價試驗方法，不適用于往復(fù)運動摩擦磨損性能試驗；《GBT22895-2008紙和紙板靜態(tài)和動態(tài)摩擦系數(shù)的測定平面法》是針對紙的摩擦系數(shù)測量，不適用于金屬材料；《GBT18029.13-2008輪椅車第13部分：測試表面摩擦系數(shù)的測定》是針對特定產(chǎn)品輪椅車的規(guī)定，不適用于高溫高壓水環(huán)境下摩擦磨損系數(shù)測量；《GB10006-88塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測定方法》也是規(guī)定塑料的摩擦系數(shù)測量方法，無法適用于金屬材料。為填補國際標準空白，本標準工作組團隊通過自主研制高溫高壓水環(huán)境摩擦磨損試驗機，研究金屬材料在高溫高壓水環(huán)境中摩擦磨損性能，獲得材料的最大靜摩擦系數(shù)、動摩擦系數(shù)、Archard磨損系數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)已獲得國際組織認可，并應(yīng)用于國內(nèi)核電站設(shè)計中。在大量試驗數(shù)據(jù)支持下，提出《高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測試方法》，為設(shè)計者和使用者提供標準。對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)。對于前期已收集征求意見標準編制組已按照專家要求修改。目前尚無重大分歧意見。標準水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟效果。本標準高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測試方法達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。（核協(xié)鑒字[2016]第035號“研制開發(fā)了高溫高壓水（或蒸汽）環(huán)境微動摩擦磨損試驗平臺及相應(yīng)的參數(shù)測試技術(shù)，達到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平，已成功應(yīng)用于多項科研課題和工程項目，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益?！保┩ㄟ^本標準實施，可提高核電廠設(shè)計水平和安全水平，減少核電廠因摩擦磨損問題產(chǎn)生的非計劃停堆，顯著提升核電站運行經(jīng)濟性。據(jù)測算，1臺百萬千瓦機組非計劃停堆一天將造成1000萬元人民幣經(jīng)濟損失，按照20臺機組計算，每年減少一天停堆時間將節(jié)省2億元人民幣。通過本標準的實施與應(yīng)用，可降低核安全事故發(fā)生概率，防止放射性物質(zhì)外泄，提高核電站安全性，保障核電站長壽期安全可靠運行。利用本標準中規(guī)定方法獲得的摩擦磨損性能參數(shù)，可以構(gòu)建部件服役壽命預(yù)測模型，進而為核電站延壽提供技術(shù)保障，延長已有廠址及配套設(shè)施的使用時間，解決核電廠址稀缺的問題。這對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟及能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。同時也滿足國家核電“走出去”的戰(zhàn)略需