chapter3 材料的性能 part4-医学课件.pptVIP

3.3 材料的腐蚀性能 更换材料。使用含铬的材料使金属表面的氧化膜附着力增强，一般不会发生流动加速腐蚀。 改变介质的性质。将还原性水处理方式该为氧化性处理方式。 改进设计，避免产生水流急变的部位。例如，尽量不使用缩径的管系，尽量避免使用90°的弯头。当不可避免时，应增加弯头的曲率半径。 冲刷腐蚀和FAC的防护措施 核工业研究生院 * 冲涮腐蚀和微动腐蚀 微动腐蚀：一般产生在两个表面的接触部分，由于摩擦和撞击，使表面氧化膜不断破损，暴露出新的金属表面从而加速了腐蚀（微动所产生的位移在2-20?m） 3.3 材料的腐蚀性能 燃料棒与格架 指套管与导套管 CIAE，龙斌 * 应力腐蚀 应力腐蚀：是一种发生在特殊环境和应力状态下的腐蚀，它可以是沿晶腐蚀也可以是穿晶腐蚀 3.3 材料的腐蚀性能 蒸发器的管板 控制棒驱动机构贯穿件 压力容器和主管道连接 处（安全端） CIAE，龙斌 * 应力腐蚀 应力腐蚀的条件 3.3 材料的腐蚀性能 存在一个临界的拉应力：可以是热应力，也可以是材料内的残余应力； 存在一个腐蚀环境：环境中有使材料敏感的因素（比如Cl-离子的存在）； 存在材料对所处环境敏感的条件（特定材料对应特定的环境）见教材p.52, 表3-7 CIAE，龙斌 拉应力 材料 环境 SCC 不锈钢-Cl-, O-, Cu-NH3- * 应力腐蚀 应力腐蚀的特征： 材料表面的腐蚀程度较轻，但裂纹较深，裂纹走向基本与主应力方向垂直。在金相显微镜下观察裂纹走向，裂纹呈现分叉，似落叶的树枝状；断口形貌呈现较大起伏 3.3 材料的腐蚀性能 田湾电站SG传热管（ 08X18H10T）上发现的应力腐蚀裂纹 程芳婷，《中国腐蚀与防护学报》,vol26,No.6, Dec.2006 18-8不锈钢SG管束穿晶应力腐蚀裂纹 * 常见的SCC 锅炉钢的“碱脆” 钛合金的“甲醇脆” 除了极纯的金属外，几乎所有金属或合金都有发生SCC的可能性，且断裂前没有任何征兆。一旦腐蚀萌生的微裂纹扩展成为临界裂纹，在极低的应力下即可迅速扩展而导致断裂。所以，SCC是一种极为普遍、隐蔽和危害性很大的局部腐蚀 -氯离子应力腐蚀 -碱性应力腐蚀 * 以奥氏体不锈钢在MgCl2的应力腐蚀为例 奥氏体不锈钢表面有一层Cr、Ni氧化物构成的钝化膜，在MgCl2溶液中稳定性差 氧化膜 膜存在 无应力 在应力作用下，位错沿着滑移面运动至金属表面，在表面产生滑移台阶。当滑移台阶的高度大于钝化膜的厚度，表面膜会产生局部破裂，露出“新鲜”的金属面 外加应力，位错滑动 滑移面上的氧化膜受力 位错突破，暴露无保护金属面 氯离子应力腐蚀 3.3 材料的腐蚀性能 * 因裸露金属的化学活性比钝化膜大且面积很小，引起活性金属阳极区迅速溶解。伴随着阳极溶解产生阳极极化，导致阳极金属再钝化，在蚀坑即裂纹尖端周边重新生成钝化保护膜。新生膜被应力集中的根尖变形所破坏，形成新的活性阳极区，继续深入地进行阳极溶解 阳极溶解 阳极极化导致阳极再钝化 应力导致裂尖膜破裂，阳极溶解 3.3 材料的腐蚀性能 * 应力腐蚀 3.3 材料的腐蚀性能 合理选材：尽量避免金属或合金在易发生SCC的环境介质中 使用。如在高浓度氯化物环境中，避免选用奥氏体不锈钢， 可选用铁素体不锈钢或鎳基、铁镍既合金； 控制应力：在制造或装配金属构件时，应尽量使结构件具有最小的应力集中系数，并使与介质接触部位具有最小的残余应力； 改变环境：除气、脱氧、除去矿物质等，控制水化学条件； 采用电化学保护，使金属离开SCC敏感区，从而抑制SCC； 添加涂层 应力腐蚀的防护措施 核工业研究生院 * 苛性腐蚀（碱脆） 苛性腐蚀(caustic corrosion) 是金属在应力、温度和高浓度碱液等共同作用下，因苛性钠腐蚀而使材料变脆的现象，称为碱脆(caustic embrittlement) 碱脆引起的开裂和断裂，是在拉应力、浓碱液同时作用下发生的，一般呈沿晶开裂特征。 在核电站中，锆合金、奥氏体不锈钢以及镍基合金均存在苛性腐蚀的危险性。反应堆一、二回路的冷却水，为了减少对材料的腐蚀作用，分别加入联氨(N2H4）或LiOH 或磷酸盐等，是在偏碱性工况下运行。冷却水在冷却剂滞留处容易产生游离碱沉积，局部区域浓缩，再加上高温高压，会发生晶间腐蚀，产生晶间裂纹，加速碱脆引起的局部破坏进程。 * 对于锆合金、奥氏体不锈钢和镍基合金钢等，均存在碱脆的危害性。 蒸发器传热管In-600曾发生过表现为晶间应力腐蚀的碱脆。 控制水质（即控制水的相对碱度）； 防止部件产生附加应力。 解决和预防苛性腐蚀的措施 （a）宏观断口