CSTM-高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測(cè)試方法編制說(shuō)明

附件5：CSTM標(biāo)準(zhǔn)高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測(cè)試方法編制說(shuō)明（征求意見(jiàn)稿/送審稿/報(bào)批稿）標(biāo)準(zhǔn)編制組2021年8月工作簡(jiǎn)要過(guò)程，來(lái)源及主要參加單位和工作組成員1.1工作簡(jiǎn)要過(guò)程（1）總體過(guò)程本標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程主要分為前期準(zhǔn)備、初稿編寫(xiě)階段、征求意見(jiàn)稿編寫(xiě)階段。（2）前期準(zhǔn)備（2020年1月-2020年5月）主要任務(wù)是成立標(biāo)準(zhǔn)編制小組，分解工作任務(wù)、文件收集和調(diào)研分析、明確標(biāo)準(zhǔn)編制的進(jìn)度控制。在前期準(zhǔn)備階段成立標(biāo)準(zhǔn)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(guó)標(biāo)（GB）和能源標(biāo)準(zhǔn)（NB）有關(guān)的檢測(cè)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)上述所有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究和分析，確立編制標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)架以及技術(shù)內(nèi)容。（3）初稿編寫(xiě)（2020年6月-2020年9月）在上述調(diào)研分析的基礎(chǔ)上同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，起草了本標(biāo)準(zhǔn)的初稿。征求意見(jiàn)稿編寫(xiě)（2020年9月-2020年12月）初稿完成后，在具體章節(jié)編寫(xiě)過(guò)程中，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的定位和合理安排問(wèn)題主編單位向各參編單位征求了相關(guān)意見(jiàn)。并對(duì)反饋意見(jiàn)主編單位內(nèi)部進(jìn)行多次反復(fù)討論和修改，最終形成本標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿。標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿編制期間主要工作如下：2020年9月22日于蘇州及線上會(huì)議方式主編單位蘇州熱工研究院有限公司就本標(biāo)準(zhǔn)初稿向部分專家征求了修改意見(jiàn)，對(duì)初稿進(jìn)行了部分修改及完善。1.2來(lái)源及主要參加單位和工作組成員本標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱：CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)）金屬材料腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域委員會(huì)審查，CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)CSTM標(biāo)準(zhǔn)《高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測(cè)試方法》立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)（中文版）立項(xiàng)編號(hào)為CSTMLX920000738-2021，標(biāo)準(zhǔn)（英文版）立項(xiàng)編號(hào)為CSTMLX920000738-2021E，計(jì)劃于2022年12月完成本項(xiàng)目。本項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)編制組成員情況詳見(jiàn)表1。表1：標(biāo)準(zhǔn)編制組成員名單序號(hào)姓名單位職務(wù)/職稱負(fù)責(zé)編寫(xiě)內(nèi)容1梅金娜蘇州熱工研究院有限公司高級(jí)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(jí)工程師審定全文4彭群家蘇州熱工研究院有限公司高級(jí)工程師審核全文5張樂(lè)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(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則2.1標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況針對(duì)高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測(cè)試的特殊要求，研發(fā)傳熱管微動(dòng)磨損行為定量評(píng)價(jià)裝備，實(shí)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(dòng)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(hào)、CPR1000等核電機(jī)組設(shè)計(jì)和安全論證中。2.2制訂標(biāo)準(zhǔn)的原則（1）政策性本標(biāo)準(zhǔn)在制定工作中遵循“面向市場(chǎng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出、及時(shí)修訂、不斷完善”的原則。本標(biāo)準(zhǔn)的制定符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)法律、法規(guī)和政策。（2）先進(jìn)性本標(biāo)準(zhǔn)的制定有利于促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和科技發(fā)展，反映了本行業(yè)的具體情況和未來(lái)發(fā)展方向，充分論證與界定了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，其技術(shù)水平為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。（3）實(shí)用性本標(biāo)準(zhǔn)主要用于指導(dǎo)核電設(shè)備材料在最大靜摩擦系數(shù)、動(dòng)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(cè)試方之間的質(zhì)量保證依據(jù)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。（4）通用性本標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)摩擦系數(shù)和Archard磨損系數(shù)測(cè)量方法，可促進(jìn)國(guó)內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)間測(cè)試方法和試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)嚴(yán)格遵循GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》規(guī)定，文字表達(dá)力求準(zhǔn)確簡(jiǎn)明，內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)合理。采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)不適用。標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容確定的論據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容確定的論據(jù)：本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的結(jié)構(gòu)、格式和表達(dá)方式編輯；基本物理概念表示方法，考慮測(cè)試方法的規(guī)范性、統(tǒng)一性以及使用習(xí)慣，本標(biāo)準(zhǔn)采用通用性字母表示摩擦磨損系數(shù)測(cè)量試驗(yàn)中所涉及的物理概念；在測(cè)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(jìn)行摩擦磨損系數(shù)測(cè)量試驗(yàn)的適用范圍、試樣制備和要求、試驗(yàn)原理、儀器、設(shè)備、關(guān)鍵試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)結(jié)果觀察及評(píng)定和試驗(yàn)報(bào)告等；為方便相關(guān)方使用標(biāo)準(zhǔn)，在本標(biāo)準(zhǔn)中未體現(xiàn)試驗(yàn)樣品的具體尺寸要求，應(yīng)符合雙方協(xié)議。主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）結(jié)果的分析、綜述報(bào)告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)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(jì)、運(yùn)行和壽命預(yù)測(cè)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(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)編制組進(jìn)行了大量試驗(yàn)驗(yàn)證工作，各參與單位分工負(fù)責(zé)摩擦磨損性能數(shù)據(jù)測(cè)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(jì)的不同高溫高壓水環(huán)境摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上開(kāi)展試驗(yàn)研究工作，充分驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)中給出的測(cè)試方法的通用性和合理性，從而按照本標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)等摩擦磨損性能數(shù)據(jù)的試驗(yàn)方法、步驟、結(jié)果觀察及評(píng)定等要素。與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。本標(biāo)準(zhǔn)《高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測(cè)試方法》滿足核安全法規(guī)（HAF）、核安全導(dǎo)則（HAD）。目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)關(guān)于高溫高壓水環(huán)境摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)定量測(cè)試統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上關(guān)于摩擦、磨損性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要包括：由美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)發(fā)布的《ASTMD5707-2016用高頻線性振蕩（SRV）試驗(yàn)機(jī)測(cè)量潤(rùn)滑脂摩擦和磨損性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》和《ASTMD6425-2017用SRV試驗(yàn)機(jī)測(cè)量極壓(EP)潤(rùn)滑油摩擦和磨損特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)潤(rùn)滑劑、工業(yè)油及相關(guān)產(chǎn)品，不適用于金屬材料測(cè)試?！禔STMD1894-14塑料薄膜及薄板的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的測(cè)試方法》是針對(duì)塑料產(chǎn)品而制定的標(biāo)準(zhǔn)方法，也不適用于金屬材料?！禔STMG77-17用環(huán)塊磨損試驗(yàn)為材料抗滑動(dòng)磨損分級(jí)的的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》規(guī)定的是環(huán)塊方式磨損性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法，不適用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦磨損性能試驗(yàn)。在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)分類中，測(cè)量摩擦磨損方法的主要包括：《GBT12444-2006金屬材料磨損試驗(yàn)方法試環(huán)-試塊滑動(dòng)磨損試驗(yàn)》該標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)ASTMG77標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)，主要適用于環(huán)塊方式磨損性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法，不適用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦磨損性能試驗(yàn)；《GBT22895-2008紙和紙板靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的測(cè)定平面法》是針對(duì)紙的摩擦系數(shù)測(cè)量，不適用于金屬材料；《GBT18029.13-2008輪椅車第13部分：測(cè)試表面摩擦系數(shù)的測(cè)定》是針對(duì)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(cè)量；《GB10006-88塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測(cè)定方法》也是規(guī)定塑料的摩擦系數(shù)測(cè)量方法，無(wú)法適用于金屬材料。為填補(bǔ)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)空白，本標(biāo)準(zhǔn)工作組團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主研制高溫高壓水環(huán)境摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，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(dòng)摩擦系數(shù)、Archard磨損系數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)已獲得國(guó)際組織認(rèn)可，并應(yīng)用于國(guó)內(nèi)核電站設(shè)計(jì)中。在大量試驗(yàn)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(cè)試方法》，為設(shè)計(jì)者和使用者提供標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)征求意見(jiàn)及重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)。對(duì)于前期已收集征求意見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)編制組已按照專家要求修改。目前尚無(wú)重大分歧意見(jiàn)。標(biāo)準(zhǔn)水平建議，預(yù)期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果。本標(biāo)準(zhǔn)高溫高壓水中摩擦磨損系數(shù)定量測(cè)試方法達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。（核協(xié)鑒字[2016]第035號(hào)“研制開(kāi)發(fā)了高溫高壓水（或蒸汽）環(huán)境微動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)平臺(tái)及相應(yīng)的參數(shù)測(cè)試技術(shù)，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平，已成功應(yīng)用于多項(xiàng)科研課題和工程項(xiàng)目，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。”）通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，可提高核電廠設(shè)計(jì)水平和安全水平，減少核電廠因摩擦磨損問(wèn)題產(chǎn)生的非計(jì)劃停堆，顯著提升核電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。據(jù)測(cè)算，1臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組非計(jì)劃停堆一天將造成1000萬(wàn)元人民幣經(jīng)濟(jì)損失，按照20臺(tái)機(jī)組計(jì)算，每年減少一天停堆時(shí)間將節(jié)省2億元人民幣。通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)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(zhǎng)壽期安全可靠運(yùn)行。利用本標(biāo)準(zhǔn)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(cè)模型，進(jìn)而為核電站延壽提供技術(shù)保障，延長(zhǎng)已有廠址及配套設(shè)施的使用時(shí)間，解決核電廠址稀缺的問(wèn)題。這對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)及能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。同時(shí)也滿足國(guó)家核電“走出去”的戰(zhàn)略需