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奥氏体不锈钢在酸性硫酸根离子介质中应力腐蚀行为的研究

张平柱  
【摘要】: 核电站冷却剂中需要加入特殊的离子交换树脂来净化冷却剂和维持冷却剂中离子的浓度。在反应堆运行的过程中可能会发生离子交换树脂泄露或破碎进入冷却剂中,离子交换树脂经热和辐照分解形成许多复杂的混合物,特别是阳离子交换树脂上的磺酸基团脱落、水解后,形成许多不同价态的硫的酸根离子,硫酸根离子就是其中之一。 目前在核电站的水质控制指标中,还没有将硫酸根离子列为核电站的水质控制指标,随着人们对硫酸根离子对材料腐蚀机制认识的进一步深化,特别是硫酸根离子与氯离子和溶解氧的协同作用,加速了材料的应力腐蚀和腐蚀疲劳行为的研究的深入,使得硫酸根离子对材料的应力腐蚀和腐蚀疲劳的影响倍受关注。本文是在充分调研国外的研究现状,并结合我国反应堆运行过程中出现的实际问题而提出的,重点研究奥氏体不锈钢在酸性硫酸根离子中的应力腐蚀行为,探讨在酸性硫酸根离子环境中奥氏体不锈钢产生应力腐蚀的机理。 用慢应变速率法(SSRT)评价国产奥氏体不锈钢316Ti和316NG在300℃、酸性硫酸根离子介质中的抗应力腐蚀(SCC)性能,研究在不同的pH值下,硫酸根离于(SO_4~(2-))浓度对奥氏体不锈钢SCC敏感指数的影响规律:根据反应堆事故工况阳离子交换树脂经辐照或热分解后的中间产物亚硫酸根离子(S0_3~(2-))对316Ti不锈钢SCC的影响,并将结果与SO_4~(2-)对316Ti不锈钢SCC进行比较。用电化学阳极极化法考察两种不锈钢的抗腐蚀性能,研究不同的SO_4(2-)和pH对奥氏体不锈钢阳极极化行为的影响。探讨SO_4~(2-)对奥氏体不锈钢的SSRT CC损伤机理。用金相分析和扫描电镜(SEM)对两种不锈钢进行微观分析,探讨引起奥氏体不锈钢在微观方面抗SCC性能差异的原因。


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