價格行情 / News

304NG奧氏體不鏽鋼在超臨界水環境中的腐蝕行為是怎樣的

為了提高先（xiān）進核反應堆的發電效率，在第四代超臨界水冷堆（SCWR）中，冷卻（què）劑出口溫度被提高到550℃，壓力提高到25MPa，其熱效率由目前的第二代輕水反應堆（LWRs)的33%提高到44%左右。SCWR運行在水的（de）臨界點（374℃,22.1MPa)以（yǐ）上，此時冷卻劑對金屬材料的（de）腐蝕性（xìng）極強，現有的LWR堆芯構件和包殼材料已不（bú）再適用，結構材料的腐（fǔ）蝕已成（chéng）為開發SCWR的一個關鍵問題。

上海交通大（dà）學核科學工程學院的研究者們對應用於超臨界火電站和壓水堆燃料（liào）組件等高（gāo）溫環境中的材料進行了初步（bù）篩選與評（píng）估，提出了一係列SCWR候選材料，其中包括鐵素體-馬氏體鋼、奧氏（shì）體不鏽（xiù）鋼、鎳基合金及氧化物彌散強化鋼。其中，奧氏體不（bú）鏽鋼因具有優良的（de）耐蝕性、加（jiā）工性能、可焊性和高溫力學性能，在核電（diàn）站（zhàn）結（jié）構件中被大量應用。

304NG奧（ào）氏體不鏽鋼（簡稱304NG鋼）是使用最（zuì）廣且價格相對低廉的一種奧氏體不鏽鋼，常用於反應（yīng）堆的堆內構件中，鉻（gè）含量約為20%（質量分（fèn）數，下同），鎳含量約（yuē）為9%。與普通的低鉻奧氏體不鏽鋼（gāng）相比，鉻含量超過18%的304NG鋼具有（yǒu）更加優良的耐均勻腐蝕性能。為了研究304NG鋼在SCW中的均勻腐蝕性能以及溫度對（duì）其腐蝕性能的影響（xiǎng），研究工作分（fèn）別在550℃和650℃的低容（róng）氧（yǎng）（＜10μg/L)SCW中對304NG鋼進行腐蝕增重試驗。

均勻腐蝕（shí）試驗在高溫高（gāo）壓循環水（shuǐ）回路腐蝕係統中進行。該設備主要包括一台容積為1.5L的高壓釜，為了降低試驗過程中其他物質由於氧化釋放出雜質離子對試驗產生幹擾，所用高壓釜釜體、斧蓋、熱電偶套管以（yǐ）及斧內配件均采用625鎳基合金作為原材料，設備的低溫管路部分采用（yòng）316L不鏽鋼，設備中的溫度測量單元（yuán）和壓力測量單元（yuán）分別為K型熱電偶和4～20mA輸出的高精度（dù）的壓（yā）力傳感器。試（shì）驗結果如下：

（1）304NG鋼在（zài）550～650℃、25MPaSCW中的腐（fǔ）蝕增重遵（zūn）循冪指數規律，在550℃的SCW中具（jù）有較好的抗腐蝕（shí）性能，但是當溫度升高到650℃時，其腐蝕增重速率急（jí）劇升高。

（2）304NG鋼在SCW中出現癤狀腐（fǔ）蝕，並且溫度能夠極大地加劇癤狀腐蝕（shí）。

（3）304NG鋼在SCW中的癤狀腐（fǔ）蝕氧化膜為典型的兩層結構，外層富鐵貧鉻，而內層富鉻貧鐵，並且內層氧化膜的厚度要大於外層氧化膜的。隨著腐蝕時間的延長，腐蝕向周圍發展，最終導致不同（tóng）的癤狀腐蝕區域相互融合。

（4）304NG鋼中（zhōng）鉻沿晶界和在晶（jīng）粒內部擴（kuò）散速率的不同，導致癤（jiē）狀腐蝕在遠離晶界處形核，並且最終發展為癤狀腐蝕。