NB/T 20367-2015 标准解读

一、核心指标体系梳理

• 压缩率：规定范围为12%～20%，测试条件为室温（23±2）℃、相对湿度（50±5）%、初始载荷0.5 MPa、保压时间5 min；
• 回弹率：≥75%，测试方法为卸载至0.05 MPa后测量厚度恢复值，保压时间30 s；
• 应力松弛率：≤15%，在400℃、初始应力30 MPa、持续加载1000 h条件下测定；
• 氦气泄漏率：≤1.0×10⁻⁸ Pa·m³/s（23℃，1.0 MPa压差下，按ISO 15848-1密封试验方法）；
• 热循环稳定性：经50次（23℃↔400℃，升温/降温速率≤10℃/min，保温时间≥30 min）循环后，压缩率变化量ΔC≤±2.0个百分点；
• 辐照稳定性：在中子注量Φ=1.0×10²² n/m²（E＞0.1 MeV）、γ剂量率10 kGy/h、总吸收剂量100 kGy条件下，回弹率衰减量≤5.0个百分点；
• 石墨纯度：碳含量≥99.90 wt%，灰分≤0.05 wt%，氯离子≤5 μg/g，硫含量≤10 μg/g（按GB/T 3074.3–2017检测）；
• 密度：1.75～1.85 g/cm³（按GB/T 24526–2009，阿基米德法，浸渍介质为无水乙醇）；
• 抗拉强度：≥12.0 MPa（沿压制方向，试样尺寸25 mm×6 mm×3 mm，加载速率0.5 mm/min）；
• 线胀系数：（3.5～5.0）×10⁻⁶ /℃（23～400℃区间，按GB/T 4339–2020测定）。

二、关键参数精准释义

1. 压缩率定义为（t₀ − t_c）/t₀ × 100%，其中t₀为自由状态初始厚度（μm），t_c为施加规定应力并保压后测得厚度；测算口径以三点平均值为准，测量精度±0.5 μm；判定依据为单件实测值落入12%～20%区间且极差≤1.5个百分点；
2. 应力松弛率定义为（σ₀ − σ_t）/σ₀ × 100%，σ₀为初始加载应力，σ_t为t=1000 h时实测残余应力；测算口径采用恒位移控制模式，温度波动≤±2℃；判定依据为全程应力-时间曲线拟合后取t=1000 h对应值；
3. 氦气泄漏率以标准漏孔校准的质谱检漏仪实测，试样预压至设计工况应力（30 MPa）并稳定30 min后测试；判定依据为连续3次独立测量结果均≤1.0×10⁻⁸ Pa·m³/s；
4. 辐照稳定性中“回弹率衰减量”指辐照前后同一样品在相同测试条件（0.05 MPa卸载）下回弹率之差绝对值；辐照须在模拟堆芯能谱环境中完成，中子注量误差≤±5%，γ剂量率偏差≤±10%；
5. 线胀系数采用差示扫描量热法（DSC）结合热机械分析（TMA），升温程序为23℃→400℃→23℃，升/降温速率均为5℃/min，取首次升温段数据；判定依据为23～400℃区间线性回归斜率。

三、参数合格区间界定

四、参数管控实操建议

• 日常管控：每批次抽取不少于3件样品进行压缩率、回弹率初检；氦气泄漏率实行100%全检，采用自动夹紧工装确保预紧力偏差≤±0.3 MPa；
• 数据统计：建立X̄-R控制图，压缩率与回弹率子组容量n=5，控制限UCL/LCL按±3σ计算，每月更新过程能力指数C_pk，要求C_pk≥1.33；
• 偏差修正：当压缩率连续2批超出16.0%±1.0%中心带时，核查模压温度（应控于280±5℃）及保压时间（应≥90 s）；氦气泄漏率超标时，立即停用当前模具，并对石墨粉体粒径分布（D₅₀=25±3 μm）复测；
• 辐照验证：首供批次必须完成全参数辐照后复测，后续批次每5批抽1批做辐照抽检，辐照样品编号须与原始批次号唯一绑定并存档15年；
• 热循环试验：采用双腔式高温炉，上下温区独立控温，温度梯度≤1.5℃/cm，循环起始/终止点以试样中心热电偶读数为准，偏差超±1.0℃即中止该循环并标记失效。