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核动力工程 2017年第1期38卷 72-76页

作者：汪家梅何琨王理张乐福上海交通大学核科学与工程学院上海200240 中国核动力研究设计院成都610213

通过慢应变速率拉伸(SSRT)试验和高温电化学相结合的方法,研究外加电位对奥氏体不锈钢316ng焊接接头在含氯离子的高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响。试验结果表明:退火态316ng焊接接头SCC敏感性随外加电极电位升高而增大,且存... 详细信息

通过慢应变速率拉伸(SSRT)试验和高温电化学相结合的方法,研究外加电位对奥氏体不锈钢316ng焊接接头在含氯离子的高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响。试验结果表明:退火态316ng焊接接头SCC敏感性随外加电极电位升高而增大,且存在一个介于+50^+100 mV[相对标准氢电极(***)]之间的SCC临界电位;低于该电位时,SCC敏感性较小,无明显沿晶开裂,仅断口边缘处存在少量穿晶开裂,随电极电位变化不明显;高于该临界电位时,SCC敏感性急剧增加,并出现明显的沿晶开裂。此外,高温Ar和腐蚀性低(电极电位≤50 mV)的环境中,焊接接头的断裂为力学主导的塑形开裂,其与焊接接头的硬度分布密切相关,硬度越低,越容易断裂;强腐蚀性(电极电位>50 mV)环境中,焊接接头的断裂为腐蚀主导的脆性开裂;显然,焊缝及热影响区的SCC敏感性高于母材。

关键词： 316ng焊接接头应力腐蚀开裂(SCC) 慢应变速率拉伸(SSRT) 高温电化学

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主设备焊接接头在压水堆一回路环境下的应力腐蚀行为研究

主设备焊接接头在压水堆一回路环境下的应力腐蚀行为研究

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作者：汪家梅上海交通大学

学位级别：硕士

压水堆一回路压力边界主设备焊接接头的应力腐蚀开裂一直是困扰核电厂运行安全性和经济性的主要因素。本文利用慢应变速率拉伸试验和高温电化学相结合的方法,研究了溶解氧(电极电位)对316ng奥氏体不锈钢同种材料焊接接头、以及压力容器... 详细信息

压水堆一回路压力边界主设备焊接接头的应力腐蚀开裂一直是困扰核电厂运行安全性和经济性的主要因素。本文利用慢应变速率拉伸试验和高温电化学相结合的方法,研究了溶解氧(电极电位)对316ng奥氏体不锈钢同种材料焊接接头、以及压力容器接管-安全端508Ⅲ-52M-690合金异种金属焊接接头,在含50 mg/kg氯离子的模拟压水堆一回路水化学环境中的应力腐蚀行为。较为系统地获得了水化学参数溶解氧及电极电位对应力腐蚀敏感性的影响规律;利用高温电化学的方法,研究了焊接接头材料508III低合金钢、316ng奥氏体不锈钢和镍基690合金母材的高温电化学腐蚀性能,并探讨了电化学参数与应力腐蚀开裂机理的内在联系。研究结果表明,所研究的焊接接头材料在模拟压水堆一回路高温高压水环境下,电极电位均随着溶解氧含量的上升而增加;在溶解氧浓度一定的环境下,不锈钢、镍基及低合金钢的腐蚀电位差异较小。腐蚀性较弱的环境中,焊接接头的断裂特征为塑性断裂,断裂位置与焊接接头各不同冶金组织部位的硬度密切相关,硬度越低,越容易断裂;在强腐蚀性环境中,焊接接头的断裂为腐蚀主导的脆性开裂,断口出现明显穿晶和沿晶应力腐蚀裂纹,其与腐蚀电流密度、电化学阻抗和点蚀电位等电化学腐蚀性能密切相关。研究发现,316ng焊接接头的焊缝及热影响区的应力腐蚀敏感性高于母材;508Ⅲ-52M-690合金焊接接头中,508Ⅲ材料的应力腐蚀敏感性最高。在含氯离子高温高压水环境中,两种焊接接头的应力腐蚀敏感性均随着腐蚀电位或溶解氧含量的升高而增强,均存在一个应力腐蚀敏感性急剧升高的临界腐蚀电位和溶解氧含量,该临界电位与点蚀电位密切相关,对于奥氏体不锈钢,临界电位与点蚀电位基本相等;而对于低合金钢,在应力的作用下,氧化膜破裂阻力降低,临界电位远低于点蚀电位。可见,该临界电位对工程实际中核电站水化学溶解氧含量的控制具有重要意义。本文结果可为核电站的实际选材、运营和维护等提供理论依据和数据支持。此外,腐蚀电流密度和点蚀电位等电化学参数也为应力腐蚀裂纹扩展速率预测提供了重要的模型参数。

关键词： 316ng焊接接头 508Ⅲ-52M-690异种焊接接头溶解氧氯离子高温电化学应力腐蚀开裂

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