高温高压水环境下传热管失效形式及防腐措施研究进展

分析了在高温高压水环境下 ,压水堆 (PWR)蒸汽发生器传热管的失效形式及原因 ,总结了应力腐蚀开裂(SCC)的相关机理 ,并针对奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂—一种严重的环境促进腐蚀开裂 (EAC)形式 ,分析了相应的解决措施 。

高温高压水环境对核308L异种焊缝金属疲劳寿命影响的研究

研究了在高温高压水环境中接管安全端部件308L焊缝金属的疲劳性能,获得在不同应变幅值条件下材料的低周疲劳寿命,分析试验数据与ASME规范平均疲劳曲线的关系,揭示了308L焊缝金属考虑环境因素的疲劳寿命的影响规律,并评价了不锈钢材料环境疲劳校正因子(F en)的适用性。

高温高压水环境中锆合金腐蚀的原位阻抗谱特征

利用电化学阻抗谱等技术研究了360℃/18.6 MPa的0.01 mol/L LiOH水溶液中退火态Zr-4合金在转折前后的腐蚀演化过程.结果表明,腐蚀转折前,锆合金氧化增重缓慢.当Zr氧化生成ZrO_2时,由于体积发生膨胀而在氧化膜中产生压应力,随着氧化膜逐渐增厚,氧化膜外层的压应力因微观缺陷凝聚而得到松弛,使得氧化膜由均匀致密的单层结构演化为外层疏松、内层致密的双层结构,阻抗谱也由单一容抗弧演变为双容抗弧,并出现高频弧减小而低频弧增大的现象.当氧化膜形成裂纹等宏观缺陷后,腐蚀发生转折,氧化增重加快,阻抗谱的2个容抗弧均快速减小.腐蚀电位和电化学阻抗谱均能原位获得腐蚀转折点的突变信息.

Cr/DLC和CrN涂层在高温高压试验前后的摩擦学性能研究

为了提高GH05高温合金在高温高压水环境下的摩擦性能,在合金表面采用离子源辅助非平衡磁控溅射和多弧离子镀方法分别制备了Cr/DLC和CrN 2种涂层。采用FGD高压釜对涂层进行高温高压试验,采用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面及截面形貌,采用UMT高温摩擦磨损试验机、台阶仪、纳米压痕仪分别研究了2种涂层高温高压试验前后的摩擦磨损性能、硬度和弹性模量。结果表明:高温高压试验后,CrN涂层的表面形貌和力学性能相较于高温高压前的CrN样品而言变化较小;但Cr/DLC涂层发生了明显的氧化,涂层结构疏松,结合力和硬度显著降低。另一方面,高温高压试验致使Cr/DLC涂层和CrN涂层在干摩擦和水环境下的摩擦系数均升高,可能是由于涂层表面发生了氧化及力学性能劣化。相比于Cr/DLC涂层摩擦性能的急剧下降,CrN涂层经过高温高压试验仍能保持较好的摩擦磨损性能;特别地,CrN涂层在水环境下的磨损率低至1.40×10^(-7) mm^(3)/(N􀅰m),仅为相同试验条件下Cr/DLC涂层磨损率[8.73×10^(-6) mm^(3)/(N􀅰m)]的1.60%,CrN涂层大幅提升了高温合金在苛刻工况下的服役性能.

直流电压降法应力腐蚀裂纹扩展速率在线测定试验系统

介绍了应用直流电压降方法(DCPD)在线测量高温高压水环境中不锈钢应力腐蚀裂纹扩展的原理与试验系统,并采用商用301不锈钢对试验方法的准确性与系统的可靠性进行了验证。试验系统包括水化学回路、加热控制系统、动态加载系统与数据采集系统。在320℃,15.5MPa的去离子水中通过改变溶解氧含量和添加SO42-,Cl-等条件下完成了验证性试验。对材料的裂纹长度-时间曲线和断口形貌分析表明,该试验系统能够稳定而准确地在线测量应力腐蚀裂纹扩展速率。