【摘要】：壓水堆核電站二回路蒸汽發(fā)生器傳熱管與管板縫隙處的腐蝕問題是影響核電站安全運(yùn)行的問題之一。本文研究了核電蒸汽發(fā)生器傳熱管800、690和600合金在模擬縫隙水化學(xué)下的腐蝕電化學(xué)行為,系統(tǒng)闡明溫度、電極電位、Cl~-和S_2O_3~(2-)的濃度對其腐蝕行為的影響機(jī)理。采用極化曲線、不同電位下的電化學(xué)阻抗譜和原位形貌研究了在近中性含Cl~-和S_2O_3~(2-)的模擬縫隙化學(xué)下800合金表面鈍化膜破裂的影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Cl~-和S_2O_3~(2-)的濃度比較高時(shí),二者可以協(xié)同破壞鈍化膜;Cl~-和S_2O_3~(2-)的濃度比較低時(shí),由于Cl~-的競爭吸附使得協(xié)同作用不顯著,但陽極電位的升高仍有利于還原態(tài)S的形成并使鈍化膜的耐蝕性降低。含少量S_2O_3~(2-)的Cl~-溶液中800合金的孔蝕發(fā)展速度遠(yuǎn)高于只含Cl~-的溶液,這是因?yàn)镾_2O_3~(2-)可在蝕孔內(nèi)生成元素S催化陽極溶解。通過TEM、XPS等測試表征了鈍化膜的多層結(jié)構(gòu),外層有尖晶石結(jié)構(gòu)、金屬的氧化物和氫氧化物,內(nèi)層主要是金屬氧化物。溫度升高使鈍化膜表面硫化物增多。鈍化膜內(nèi)層結(jié)構(gòu)中存在不連續(xù)分布的氧化物,氧化物結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在位錯(cuò)、堆垛層錯(cuò)以及孿晶結(jié)構(gòu),在內(nèi)層氧化物與外層氧化物的界面處存在孿晶大角度晶界和多晶結(jié)構(gòu)。鐵鎳鉻合金中Fe、Ni和Cr含量變化對耐硫致腐蝕能力構(gòu)成影響,鐵基合金800耐Cl~-孔蝕的能力強(qiáng)于鎳基合金690與600,鎳基合金600與690更耐含硫縫隙水化學(xué)影響。提高Cr在合金中的含量可提升鈍化膜的綜合耐蝕性,Ni在含硫縫隙水化學(xué)下的表現(xiàn)相對穩(wěn)定,Fe在含硫縫隙水化學(xué)影響下最不穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM623.91;TG172
【圖文】：

圖 1.1 (a) 環(huán)流蒸汽發(fā)生器(RSG)與 (b) 直流蒸汽發(fā)生器(OTSG)的示意圖[3]Fig. 1 1 The view of two typical steam generators (a) RSG and (b) OTSG[3]1.2 蒸汽發(fā)生器傳熱管用材料蒸汽發(fā)生器傳熱管最初使用的材料是 304、316 奧氏體不銹鋼[9-12]，但是由于這兩種材料尤其不耐 Cl 腐蝕同時(shí)又容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂而即被廣泛研究也被逐漸被淘汰，取代它們的 600 合金亦由于不能滿足傳熱管對耐孔蝕、應(yīng)力腐蝕以及晶間腐蝕的要求而被廣泛研究[8; 13-25]，研究認(rèn)為應(yīng)當(dāng)提高傳熱管合金的 Cr 含量，為此德國研發(fā)了 800 合金，這種合金和 600 合金相比具有更好的抗晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕的特性。美、法、日等國則在 600 的基礎(chǔ)上研發(fā)了具有更高耐蝕性的690 合金。傳熱管合金所常用的五類材料的組成成分如表 1 1 所示。

圖 1 3 400℃時(shí) Fe Ni Cr 三元相圖[3]Fig. 1 3 ternary phase diagram of Fe Ni Cr at 40℃.朗等[28]將常用的 600 合金、690 合金以及 800 合金的各種 2 所示的總結(jié)，因?yàn)闊崽幚頇C(jī)制不同，往往會影響耐蝕性文中總結(jié)了 800 合金、690 合金以及 600 合金在酸性以及敏感性，并研究了不同環(huán)境下鈍化膜的組成成分，同時(shí)給表 1 3 所示。表 1 2 600、690 以及 800 合金的各種熱處理工藝[28]Table. 1 2 technology for heating processing forAlloy 600, 690 and

汽發(fā)生器傳熱管用材料的腐蝕類型汽發(fā)生器傳熱管常見且影響較為明顯的腐蝕類型一般分為應(yīng)力腐晶間腐蝕、凹痕腐蝕（壓凹）、劃傷等(圖 1 4)，同時(shí)孔蝕、晶間又可進(jìn)一步引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂，所以從傳熱管腐蝕失效統(tǒng)計(jì)結(jié)果最終以應(yīng)力腐蝕開裂作為直接失效因素的比例較高。

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本文編號：2751873