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蒸汽发生器传热管材料的腐蚀性能研究

李明星  
【摘要】:蒸汽发生器(SG)是压水堆(PWR)核电站中一个非常重要的热交换设备,传热管是一、二回路之间的热交换界面,它属于一回路的压力边界。为了满足蒸汽发生器长期运行的需要,SG传热管用材料必须在满足PWR运行温度和一、二回路水介质的条件下,具有良好的抗腐蚀性能。当前国际上应用的传热管材料有600TT合金、690TT合金、以及800Mod合金。其中690TT合金和800Mod合金被认为是制作蒸汽发生器传热管的首选材料。 本文通过慢应变速率拉伸实验,研究了690TT合金管在含20ppb锌与不含锌的水环境中的应力腐蚀开裂性能,评价了800合金的应力腐蚀敏感性。同时,采用化学浸泡法、高压釜实验、电化学方法、高温浓碱应力腐蚀法等综合研究了经表面喷丸处理和未经表面喷丸处理的800合金管的均匀腐蚀、晶间腐蚀、点蚀、高温浓碱环境中的应力腐蚀开裂等性能差异。用扫描电子显微镜(SEM),光学显微镜等分析了腐蚀后材料表面的形貌。 实验结果表明,690TT合金在不含锌与含有20ppb锌的水环境中均没有发生明显的应力腐蚀开裂现象。但是,在20ppb锌环境中试样断裂前吸收了更多的能量,表明锌对690合金的应力腐蚀开裂可能具有一定的抑制作用。 模拟PWR二回路碱性环境(10%的NaOH溶液)的静态高压釜实验结果表明,经过喷丸处理的800合金管的应力腐蚀开裂倾向得到一定的遏制。但是,喷丸800合金管在模拟PWR一回路的低氧含量水介质条件下腐蚀3000h后的腐蚀减重速率较高,为4.896mg/dm2,说明经过喷丸处理可使800合金管的均匀腐蚀减重速率增加。通过其他实验发现,喷丸也会导致800合金抗点蚀和晶间腐蚀性能的下降。


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