本文以反應堆壓力容器密封面堆焊材料Inconel 152和Ni327為研究對象,E308L為對比材料,開展了三種材料在標準規(guī)范水質(zhì)、模擬工況水質(zhì)和偏離水質(zhì)條件下的點腐蝕和縫隙腐蝕試驗。試驗結果表明,鎳基合金堆焊材料Ni327和Inconel 152在標準規(guī)范水質(zhì)和模擬工況條件以及偏離水質(zhì)1和偏離水質(zhì)2的試驗條件下,都比不銹鋼E308L具有良好的耐點腐蝕和縫隙腐蝕的能力,特別是Inconel 152的耐局部腐蝕性能更優(yōu)于Ni327;在高溫含氧水中,氯離子濃度對鎳基合金點腐蝕和縫隙腐蝕性能的影響程度較之氧含量更大;氧元素對材料的縫隙腐蝕性能的影響要遠遠超過點腐蝕性能,同時,這項研究結果可為后續(xù)核動力裝置密封面的改進和設計選材提供強有力的技術支持。 

【文章來源】：中國設備工程. 2020,(14)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

堆焊材料在FeCl3溶液中的腐蝕速率

試驗材料在模擬工況條件和兩種偏離水質(zhì)條件下的腐蝕速率結果見圖2、3。由每個試驗周期的腐蝕速率曲線上可以看出，三種高溫腐蝕環(huán)境下，Inconel 152的耐點腐蝕和縫隙腐蝕的能力比Ni327好，而E308L不銹鋼的耐此種局部腐蝕性能低于鎳基合金。從腐蝕產(chǎn)物角度來分析，在高溫高壓條件下，Inconel 152、Ni327鎳基合金材料表面形成條狀或針狀的腐蝕產(chǎn)物，如圖4所示；對腐蝕產(chǎn)物進行了XRD衍射分析，見圖5。分析結果表明：鎳基合金在高溫含Cl-條件下腐蝕產(chǎn)物主要是(Fe,Ni,Cr)3O4和NiO，形成致密的氧化膜，阻止腐蝕介質(zhì)的滲透，發(fā)揮保護基體的作用。從化學成分來看，鎳基合金比不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能，作為鈍化膜的基本組成元素，Ni、Cr、Mo等合金元素對鎳基合金的耐蝕性具有重要的影響。Inconel 152、Ni327中添加的Cr是構成鈍化膜的主要合金元素，隨著Cr含量的增加，鈍化膜的穩(wěn)定性將增加，加入Cr可形成Cr2O3層，它有低的陽離子空位，所以能阻止金屬元素向外擴散和O,N2,S及其他有害元素向內(nèi)擴散，能降低材料的局部腐蝕傾向。另外，在含有Cl-的環(huán)境中，由于Cl-特性吸附的化學侵蝕導致鈍化膜不斷破壞，Mo能不斷地起到快速修補作用，保持相對穩(wěn)定的鈍化膜，從而阻止點蝕的形成及浸延，因此，把Mo添加到Cr-Ni合金中，可以進一步降低點腐蝕和縫隙腐蝕傾向。鎳基合金中如果不含Mo,Cr含量再高，也很難獲得滿意的抗局部腐蝕性能，同樣也只有在含Cr鋼中Mo才能發(fā)揮作用。在偏離水質(zhì)1和偏離水質(zhì)2的試驗結果對比發(fā)現(xiàn)，在除氧情況、Cl-濃度為500μg/g水質(zhì)條件下，Inconel 152、Ni327和E308L三種材料點腐蝕和縫隙腐蝕的腐蝕速率數(shù)量級為10-2g/m2·h，而水質(zhì)條件變?yōu)椴怀跚闆r、Cl-濃度由500μg/g變?yōu)?00μg/g時，三種材料點腐蝕和縫隙腐蝕的腐蝕速率的數(shù)量級也降至10-3 g/m2·h，腐蝕速率降低了一個數(shù)量級，這說明相對于氧含量而言，氯離子濃度是影響材料點腐蝕和縫隙腐蝕性能的關鍵因素，隨著氯離子濃度的增加，材料的腐蝕程度增加。

另外，由標準規(guī)范水質(zhì)和模擬工況條件以及偏離水質(zhì)1（除氧、500μg/g Cl-）的試驗得到一個共同結果，即材料點腐蝕現(xiàn)象明顯于縫隙腐蝕，點腐蝕的腐蝕速率要高于縫隙腐蝕的腐蝕速率，而在偏離水質(zhì)2條件下（不除氧、100μg/g Cl-），材料縫隙腐蝕的腐蝕速率要高于點腐蝕的腐蝕速率，這說明溶液中氧對縫隙腐蝕的影響要遠遠超過點腐蝕性能。圖4 腐蝕后堆焊材料的表面形貌圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3464275