本文在模擬高溫氣冷堆二回路的高溫高壓水化學(xué)環(huán)境下,研究了蒸汽發(fā)生器T22材質(zhì)傳熱管在不同水化學(xué)環(huán)境中的均勻腐蝕行為。結(jié)果表明:提高溶液p H值、降低聯(lián)氨質(zhì)量濃度能夠在一定程度上抑制T22材質(zhì)的均勻腐蝕;隨著反應(yīng)溫度升高,T22材質(zhì)傳熱管均勻腐蝕速率加快;在高溫高壓水化學(xué)環(huán)境中,T22材質(zhì)表面生成Fe3O4氧化膜,并隨著反應(yīng)時(shí)間的延長,Fe3O4晶粒尺寸逐漸長大,氧化膜致密性顯著增加,導(dǎo)致T22材質(zhì)均勻腐蝕速率顯著降低,反應(yīng)768 h后的T22材質(zhì)均勻腐蝕速率降至0.016 g/（m2·h）。 

【文章來源】：熱力發(fā)電. 2020,49(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

高溫高壓浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)裝置示意Fig.1Schematicdiagramofthehightemperatureandhighpressurecorrosiontestequipment

第9期張貴泉等高溫高壓水化學(xué)環(huán)境T22材質(zhì)均勻腐蝕行為研究95http://www.rlfd.com.cn由圖2可見，T22試片表面生成了明顯的灰黑色氧化膜，致密均勻。圖3為T22試片均勻腐蝕速率隨水質(zhì)pH值變化曲線。由圖3可見：當(dāng)溶液pH值由9.2升至9.4時(shí)，T22試片均勻腐蝕速率有所降低；繼續(xù)升高溶液pH值至9.8的過程中，T22試片均勻腐蝕速率未發(fā)生明顯變化。這主要是因?yàn)椋狠^高的pH值可促使金屬表面更迅速地形成保護(hù)性氧化膜；其次，當(dāng)溶液中pH值高到一定值時(shí)，吸附在金屬表面的OH-會(huì)抑制其他物質(zhì)與金屬反應(yīng)[9]。圖3T22試片均勻腐蝕速率隨pH值變化曲線Fig.3ThechangeofT22specimen’sgeneralcorrosionratewithpHvalue2.2聯(lián)氨質(zhì)量濃度的影響聯(lián)氨質(zhì)量濃度對水溶液溶解氧和T22試片均勻腐蝕的影響實(shí)驗(yàn)，其條件為溫度336℃，壓力13.9MPa，pH值9.4，反應(yīng)時(shí)間48h。圖4為溶解氧質(zhì)量濃度和T22試片均勻腐蝕速率隨聯(lián)氨質(zhì)量濃度的變化關(guān)系曲線。圖4T22試片均勻腐蝕速率隨聯(lián)氨質(zhì)量濃度變化曲線Fig.4ThechangeofT22specimen’sgeneralcorrosionratewithhydrazinemassconcentration由圖4可見：溶液中加入30μg/L聯(lián)氨后，溶解氧質(zhì)量濃度由10μg/L迅速降至2μg/L；繼續(xù)提高聯(lián)氨質(zhì)量濃度后，溶液保持還原性工況，但是溶解氧質(zhì)量濃度無明顯變化；隨著聯(lián)氨的加入和聯(lián)氨質(zhì)量濃度的升高，T22試片均勻腐蝕速率呈線性增長�？梢姡诟邷馗邏核h(huán)境條件下，溶解氧的存在能夠降低T22試片均勻腐蝕速率，過高的聯(lián)氨質(zhì)量濃度不利于抑制T22材質(zhì)的均勻腐蝕。聯(lián)氨的加入導(dǎo)致水溶液處?

96熱力發(fā)電2020年http://www.rlfd.com.cn336℃，壓力13.9MPa，pH值9.4，聯(lián)氨質(zhì)量濃度50μg/L。圖6為T22試片均勻腐蝕速率隨反應(yīng)時(shí)間變化曲線。圖6T22試片均勻腐蝕速率隨反應(yīng)時(shí)間變化曲線Fig.6TheofT22specimen’sgeneralcorrosionratewithreactiontime由圖6可見：反應(yīng)初期T22試片的均勻腐蝕速率為0.1221g/(m2·h)；隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，T22試片的均勻腐蝕速率先快速減小，之后減小趨勢逐漸變緩并趨于穩(wěn)定；反應(yīng)768h后，T22試片的均勻腐蝕速率降至0.0160g/(m2·h)。可見，隨著腐蝕時(shí)間的延長，試片表面形成了具有保護(hù)作用的氧化膜，可阻止基體金屬進(jìn)一步氧化，使得均勻腐蝕速率急劇降低。2.5SEM和EDS表征結(jié)果圖7為不同反應(yīng)時(shí)間后T22試片表面SEM表征結(jié)果。由圖7可見：反應(yīng)48h后，T22試片表面生成晶粒尺寸小于1μm的多面晶體，晶粒間結(jié)合較松散，存在大量晶間縫隙；反應(yīng)192h后，晶粒尺寸增長至1~2μm，晶粒間結(jié)合程度顯著增加；反應(yīng)384h后，晶粒尺寸繼續(xù)增加，最大可達(dá)到3μm，局部區(qū)域發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，使得氧化膜更為致密，這可能是導(dǎo)致T22材質(zhì)均勻腐蝕速率隨反應(yīng)時(shí)間的延長逐漸減小的主要原因。a)反應(yīng)48h后b)反應(yīng)192h后c)反應(yīng)384h后圖7不同反應(yīng)時(shí)間后T22試片表面SEM照片F(xiàn)ig.7TheSEMimagesofT22specimenafterdifferentreactiontimes文獻(xiàn)[13-14]認(rèn)為，高溫高壓水環(huán)境中，合金中Fe離子按照溶解-沉淀機(jī)理從基體或氧化膜內(nèi)表面擴(kuò)散到外表面，重新沉積形成大粒徑金屬氧化物，致密的大粒徑氧化膜進(jìn)而抑制金屬元素的溶解和擴(kuò)散。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]蒸汽發(fā)生器Incoloy825換熱管泄漏原因分析[J]. 李金梅,齊文寬,蔣春宏,史偉,楊莉.  石油化工腐蝕與防護(hù). 2019(04)
[2]核電廠傳熱管破裂后防止蒸汽發(fā)生器滿溢的研究[J]. 崔軍,鮑杰,時(shí)維立.  核安全. 2019(04)
[3]失去核島B列48V直流電源疊加蒸汽發(fā)生器傳熱管小泄漏事故分析[J]. 李洋龍.  核科學(xué)與工程. 2019(04)
[4]SA-210C和15CrMoG在給水加氧處理工況下的氧化特性研究[J]. 查方林,劉凱,楊漫兮,袁新民,王凌.  表面技術(shù). 2018(11)
[5]壓水堆核電廠二回路放射性污染控制要求研究[J]. 劉杰,唐邵華,呂煒楓.  核動(dòng)力工程. 2017(02)
[6]AP1000多根蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂分析[J]. 葉杰,蔡偉,陳文虎.  原子能科學(xué)技術(shù). 2015(06)
[7]Inconel690在ETA/NH3水化學(xué)環(huán)境中的均勻腐蝕行為研究[J]. 張平柱,陳童,嚴(yán)峰鶴,王輝.  原子能科學(xué)技術(shù). 2015(03)
[8]Incoloy800H傳熱管抗晶間腐蝕性能研究[J]. 李巨峰,韓建成,吳志軍,王毅,石長仁,張雁鵬,于化合.  核動(dòng)力工程. 2012(04)
[9]AVT水工況條件下水冷壁管形成氧化膜的特性研究[J]. 張輝,朱志平,荊玲玲,熊書華.  熱能動(dòng)力工程. 2011(06)
[10]高溫氣冷堆在我國的發(fā)展綜述[J]. 符曉銘,王捷.  現(xiàn)代電力. 2006(05)



本文編號：3417721