高温水中氯离子对316L不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率的影响
2015-05-04杜东海张乐福
原子能科学技术 2015年10期
陆 辉,杜东海,陈 凯,张乐福
(上海交通大学 核科学与工程学院,上海 200240)
高温水中氯离子对316L不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率的影响
陆 辉,杜东海,陈 凯,张乐福
(上海交通大学 核科学与工程学院,上海 200240)
本文采用直流电压降(DCPD)方法,使用恒K(K=27.5 MPa·m1/2)加载方式,在核电厂高温高压水环境中研究了氯离子对316L不锈钢的应力腐蚀裂纹扩展速率的影响。实验结果表明:在高温除氧水中,氯离子会加快316L不锈钢的应力腐蚀裂纹扩展速率,且当水中存在溶解氧时,氯离子对应力腐蚀裂纹扩展速率的影响更明显。
316L不锈钢;应力腐蚀开裂;氯离子;直流电压降
压水堆核电站一回路管道运行工况为高温高压水环境,管道材料除要求具有良好的机械性能外,还要具有优异的耐腐蚀性能。目前,核电厂大多采用304L和316L系列超低碳奥氏体不锈钢作为各种一回路管道的材料[1-2]。随着核电站的长期运行,不断开始出现应力腐蚀开裂(SCC)问题[3-5],严重影响核电厂运行安全[6-9]。特别是在一些闭塞区域内,由于缺乏对流作用而形成局部水化学,SCC在这些区域内发生的概率更大[10-12],如压水堆围板螺栓由于缝隙环境的腐蚀而失效[13]。
值得注意的是,Cl-在应力腐蚀开裂中是很重要的影响因素之一,国际上已有学者通过各种实验研究了奥氏体不锈钢在含Cl-的水溶液中的应力腐蚀开裂现象。Nishimura等[14]采用慢应变速率拉伸实验研究了304L和316L在酸性氯化物溶液中的应力腐蚀性能。Alyousif等[15]采用恒载荷方法研究了304L、310L和316L在沸腾饱和MgCl溶液中的应力腐蚀开裂性能。……
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