核电环境下流体加速腐蚀行为及其研究进展.pdf

万方数据核电环境下流体加速腐蚀行为及其研究进展删簂瑆眦董超芳肖葵Ａ踔怯程学群。李晓刚本┛萍即笱Ц从敕阑ぶ行模本从敕阑そ逃恐氐闶笛槭遥本籺臣墨墨玉翟摘要多年来流体加速腐蚀问题一直困扰着核电工业。在核电环境下流体加速腐蚀是碳钢或低台金钢表面保护性的氧化膜在水流或多相混合物液流冲刷作用下发生溶解、破坏。从而引起管壁减薄的过程。流体加速腐蚀主要发生在管形装置中有强烈湍流的部位。减薄区域在工作压力、水流突然冲击或启动加载等冲击力的作用下发生破坏．对于大型装置可能发生突然爆裂流体加速腐蚀特征是大面积的壁厚减薄而非局部腐蚀。在单相流体条件下。当腐蚀速率较高时金属表面出现马蹄形、扇贝形、桔子瓣形的腐蚀形貌；在两相流条件下。管道的腐蚀形貌是“虎皮纹”。本文针对与核安全密切相关的流体加速腐蚀问题从流体加速腐蚀的行为、机制和法可以提高设备可靠性。如改良水化学成分可降低腐蚀速率可以更换敏感区和损坏区的材料等。关■词核电；流体加速腐蚀；失效中圈分类号．文献标识码文章■号—抟筫甌．．琾籪猘豁雔科技导报。主要影响因素方面进行综述。在流体加速腐蚀过程中．其主要影响因素是通过改变金属表面氧化膜性能、离子扩散状态等过程。影响流体加速腐蚀速率。尽管流体加速腐蚀是造成核电设备损坏的主要问题之一但在已有经验和研究的基础上。采用合理的防护方琇瓹甂垮瓼琤瑆基金项目：国家自然科学基金项目作者简介：董超芳副教授研究方向为腐蚀与防护。电子信葙：甧．甀瑃．瑄甌．粀甅玛鸻．瑂收稿日期：．．●万方数据÷—翲秘蟆忠镕引言多年来流体加速腐蚀问题一直困扰着核电和火电工业㈣。流状态——腐蚀速率和溶解速率趋于一致并在环境条件不变流体加速腐蚀机制与理论模塑蔉世纪年代中期。流体加速腐蚀被美国以及其他国家的核电省⒒鸬系统确认为回路中的主要腐蚀问题之一。体加速腐蚀引起管壁内向外减薄在核电站实际运行中检测到的管綮减薄率可高达痑．如果不能及时检测到可能引起泄漏或突发破裂对典型压水堆核电站的调查发现多于个粗管口管组件易于受到流体加速腐蚀而很多小管组件也易发生流体加速腐蚀。目前已经有多项规范、标准、研究用以鉴别易发生流体加速腐蚀构件包括对受到流体加速腐蚀构件的检查、监测、修理或替换Ｔ诘缯鞠低持校」苄矶嘟鹗舳蓟发生流体加速腐蚀．但是目前最受关注的是高温高压碳钢管道部分。在欧美、日本、中国爸泄ㄍ宓厍鳬“暮说绻ぷ髡研究流体加速腐蚀问题的基础上。本文对核电环境下流体加速腐蚀行为、机制及主要影响因素的研究进行综述。核电环境下．流体加速腐蚀是碳钢或低合金钢表面保护性的氧化膜在水流或多相混合物液流冲刷作用下发生溶解、破坏．从而引起管壁减薄的过程该过程最终达到一种稳定的前提下保持稳定的腐蚀速率。流体加速腐蚀的特征是大面积的壁厚减薄而非局部腐蚀。肉眼观察到的流体加速腐蚀表面有多种形貌。在单相流体条件下．当腐蚀速率较高时金属表面现马蹄形、扇贝形、桔子瓣形的腐蚀彤貌如图尽Ｔ诹较嗔魈跫拢道的腐蚀形貌是“虎皮纹”．通常认为这种形貌是由高度紊乱和充满气泡的水冲刷造成。流体加速腐蚀主要发生在管形装置中有强烈湍流的部位。减薄区域在工作压力、水流突然冲击或启动加载等冲击力的作用下会发生破坏．对于大型装置可能发生突然爆裂。如图尽在实际生产过程中碳钢管道表面存在一层薄氧化膜流体加速腐蚀发生时氧化膜非常薄癿页释该髯矗钢表面呈现金属光泽。随氧化膜增厚．碳钢表面呈黑色。对发生腐蚀破坏的碳钢表面进行检查发现其氧化膜不连续且存在腐蚀坑这与碳钢表面的微观选择性腐蚀有关。碳钢中珠光体的腐蚀速率大于铁索体由于相间电化学的差异在碳钢巨皇重蕾盈表面形成微观腐蚀坑。厚度小于甃趸さ奈⒐劢峁股未确定但利用院穸任猯～的氧化膜观察。发现该氧化膜是多孔具有完整晶粒结构的组织。氧化膜与内层多