Wenzhou Kaixin Kaixin Metal Co., Ltd
Ar straujo rūpniecības attīstību, Palielinās pieprasījums pēc enerģijas, un tradicionālās ogļu spēkstacijas izraisa nopietnu vides piesārņojumu. Kad starptautiskā sabiedrība pievērš arvien lielāku uzmanību siltumnīcefekta gāzu emisijām un klimata sasilšanai, Ķīna ir uzskaitījusi kodolenerģijas attīstību kā vienu no svarīgiem pasākumiem vides problēmu risināšanai. Černobiļas kodola negadījums 1986 un Fukušimas kodolaparāts Japānā 2011 izraisīja sprādzienu, Rezultātā radioaktīvo kodolmateriālu liela mēroga noplūde, un globālā kodoldrošība ir kļuvusi arvien nozīmīgāka. Šobrīd, Pasaulē darbojošos atomelektrostaciju veidus sadala vieglos ūdens reaktoros un smago ūdens reaktoros. Viegla ūdens reaktoros ietilpst spiediena ūdens reaktori (Somiņa) un verdoša ūdens reaktori (Somiņa). Konstrukciju materiālu korozija, Īpaši stresa korozijas plaisāšana (SCC), ir galvenā problēma, kas ietekmē aprīkojuma un cauruļvadu drošību atomelektrostacijās. Lai uzlabotu kodolenerģijas aprīkojuma izturību pret koroziju, Lielākā daļa konstrukcijas materiālu, ko izmanto ūdenī dzesētos kodolreaktoros, ir sakausējumi, kas balstīti uz niķeļiem un austenītiski nerūsējoši tēraudi ar labu izturību pret koroziju un mehāniskām īpašībām. Augstākā izturība pret koroziju galvenokārt ir saistīta ar hromu bagātu oksīda plēves veidošanos (pasivācijas filma) uz materiāla virsmas kodīgā vidē.
Dienesta vide kodolmetāla materiāli parasti ir augstas temperatūras un augstspiediena ūdens vide, Pavadot noteiktu starojuma pakāpi. Skarbā apkalpošanas vide un ilgtermiņa iedarbība padara atomelektrostaciju strukturālos materiālus korozīvā stāvoklī. SCC augstā temperatūrā un augstspiediena ūdenī attiecas uz plaisas ierosināšanas procesu, Vietējie defekti, ko izraisa vietējie defekti jutīgu konstrukcijas materiālu kopīgā paātrinājumā, kodīgs barotne un stress. Kad SCC ir ierosināts, tas strauji paplašināsies ar aprīkojumu un materiāliem, kas izraisa komponentu kļūmi, dzesēšanas šķidruma noplūde, un pat vienības izslēgšana, kas tieši apdraud atomelektrostaciju drošu darbību. Tāpēc, Nerūsējošā tērauda stresa korozija atomelektrostaciju augstā temperatūrā un augstspiediena ūdens vidē ir kļuvusi par uzmanības koncentrēšanos mājās un ārvalstīs, Īpaši pagājušajā desmitgadē, Uzlabojot tīras enerģijas pielietojumu un pieprasījumu un atomelektrostaciju drošas darbības prasību smaguma palielināšanos, Starptautiskais pētījums par nerūsējošā tērauda materiālu stresa koroziju atomelektrostacijās ir strauji augšanas periodā.
Ķīnas kodolenerģijas nozare sākās salīdzinoši vēlu. Šobrīd, Lielākā daļa atomelektrostaciju darbībā un būvniecībā tiek importēti reaktoros un izmanto spiediena ūdens reaktorus. Attiecīgā tehnoloģija ir nenobriedusi, Trūkst ūdens ķīmijas pamatpētījumi un vāja, un praktiskā pieredze ir maz. Atomelektrostacijās izmantotie konstrukcijas materiāli galvenokārt ir 304 un 316 nerūsējošais tērauds, niķeļa bāzes sakausējums 600 un 690, metināšanas metāla niķeļa pamatne 52/152 sakausējums un oglekļa tērauds. Korozijas profilakses un starojuma aizsardzības pētījumi par kodolenerģijas rūpnīcām Ķīnā ir izpētījuši un izmantojuši ūdens ķīmijas tehnoloģiju, kas piemērota vietējām atomelektrostacijām, vienlaikus balstoties uz ārvalstu praktisko pieredzi un apvienojot ar faktisko situāciju Ķīnā.
1 Nerūsējošā tērauda kodola enerģijas SCC
Labās plastiskuma dēļ, Korozijas pretestība un apstrādes veiktspēja, Nerūsējošais tērauds tiek plaši izmantots galvenajā aprīkojumā, PWR kodolenerģijas salas caurules un metinātās metinātās. To galvenokārt izmanto reaktora spiediena tvertnes virsmas slānī, iekšējie apvalku skrūves, Push stieņa piedziņas mehānisms, Galvenās reaktora dzesēšanas šķidruma sistēmas caurules un citas detaļas. 70. gados, Uz nerūsējošā tērauda materiāliem tika atrasti ierobežoti stresa korozijas piemēri spiediena ūdens reaktora galvenās sistēmas augstā celma sacietēšanas reģionā. Tīra mehāniskā sprieguma izraisītā plaisāšana atšķiras no SCC normālā temperatūras vidē. Kad nerūsējošais tērauds tiek izmantots atomelektrostacijas augstā temperatūrā un augstspiediena ūdens vidē, tas plaisā pat ārkārtīgi zema stresa stāvoklī. Plaisu skaits ir mazs, Dziļums ir dziļš, Platums ir šaurs, un virziens būtībā ir perpendikulārs stresa virzienam. SCC var būt transgranulārs (TGSCC) vai starpgranulāru (IGSCC). Tāpēc, Ir ļoti svarīgi analizēt dažādu materiālu apstrādes procesu un ūdens ķīmisko vides parametru ietekmi uz nerūsējošā tērauda materiālu stresa korozijas izturēšanos augstā temperatūrā un augstspiediena ūdenī atomelektrostacijas, un materiālu mijiedarbība un sinerģija, vide un stresa celms.
2 Stresa korozijas testa metode
2.1 Parastās SCC jutības testa metodes
SCC atomelektrostaciju strukturālajos materiālos radīs tādas problēmas kā izslēgšana un apkope. Pareizi to neatrodot vai apstrādāt, tieši ietekmēs atomelektrostaciju drošu un stabilu darbību. Vietējie un ārvalstu zinātnieki ir pētījuši stresa korozijas plaisāšanas izturēšanos, plaisas uzsākšana un plaisas augšanas ātrums (CGR) nerūsējošā tērauda materiālu dažādās vidēs ar dažādām testa metodēm.
Kombinācijā ar standarta GB/T15970-2018 un ASTM E399, Stresa korozijas testa paraugi ietver gludus paraugus, Iegremdēti paraugi un iepriekš sagriezti paraugi, un iekraušanas metodes ietver pastāvīgu pārvietojumu, pastāvīga slodze un lēns celma ātrums. Pastāvīgā pārvietojuma metode pirms eksperimenta metāla materiāla caur armatūru vai skrūvi izmanto nemainīgu kopējo pārvietojumu, bieži iekļaujot paraugu, U formas paraugs, C formas paraugs, utt.. Šī metode ir vienkārša ielādes režīmā, lēts, lai labotu armatūru, un piemērots parauga lieluma maiņai plašā diapazonā, bet atbilstošo spriegumu nevar precīzi noteikt kvantitatīvi, un atbilstošā stresa stāvokļa analīze nav skaidra. Lēna celma ātruma pārbaude var vienkāršot sprieguma pielietojumu un aprēķināšanu, un padariet paraugu pilnībā lūzumu, lai noteiktu dažus parametrus, lai novērtētu materiāla jutīgumu SCC. Tomēr, Iekārtas ir samērā sarežģītas, un ir daudz faktoru, kas ietekmē celma ātruma vērtības noteikšanu. Salīdzinot ar lieces paraugu, Tam ir nepieciešams biezāks iesiešanas rāmis un iekraušanas metode. Mūsdienu analītiskās un testēšanas metodes, piemēram, elektroķīmiskā trokšņa tehnoloģija, var nodrošināt in situ, Nepārtraukta un nesagraujoša vietējās korozijas ierosināšanas un attīstības uzraudzība. Metāla materiālu stresa korozijas veiktspēja ir cieši saistīta ar materiāla struktūru, Stresa līmenis un korozijas vide. Novērtējot stresa korozijas jutīgumu, Jāizvēlas atbilstošas stresa korozijas testa metodes un paraugu veidi. Dažādas testa metodes var izraisīt atšķirīgus testa rezultātus.
2.2 Testa metode SCC plaisas ierosināšanai un izplatīšanās ātrumam
Metāla sprieguma korozijas testa metode iepriekšminētajos standartos parasti ir piemērojama SCC jutības pārbaudei parastajos apstākļos, un arī nodrošina atbalstu un atsauci testam īpašajā kodolenerģijas vidē, piemēram, SSRT tests, U-bend tests, C-gredzena tests, utt.; Kompaktais stiepes (Ct) Paraugu var apvienot ar līdzstrāvas potenciāla kritiena metodi (DCPD) Lai izmērītu plaisas augšanas garumu in situ, lai noteiktu plaisas augšanas ātrumu.
Pēdējos gados, Ņemot vērā kodolenerģijas staciju īpaši skarbo augsto temperatūru un augstspiediena ūdens vidi, Ķīna ir izstrādājusi īpašas testa metodes un izstrādājusi atbilstošus grupas standartus, piemēram, T/CSTM 00080-2019 Par plaisas iniciācijas testu, T/CNS 5-2018 Par plaisas augšanas ātruma testu, utt.. Grupas standarts tiek noteikts kombinācijā ar esošajiem standartiem mājās un ārvalstīs, kā arī vietējās pārbaudes metodes, tehniskie dokumenti un praktiskā pieredze, sniegt atbalstu gludai, Droša un efektīva parauga slodzes veikšana, Ūdens ķīmisko parametru uzraudzība tiešsaistē, Reālā laika kontroles un stresa korozijas tests augstā temperatūrā un augstspiediena ūdens vidē.
2.3 Elektroķīmiskās pārbaudes metode
Papildus tieši testēšanai metāla materiālu uzvedībai SCC, Korozijas elektroķīmija ir arī svarīga metode, lai novērtētu metāla izturību pret koroziju, mēra korozijas ātrumu un pētījumu korozijas mehānismu. Ķīna ir arī formulējusi attiecīgos standartus, piemēram, GB/T 24196-2009, T/CNS 6-2018 un T/CNS 3-2018.
3 Faktori, kas ietekmē SCC augstā temperatūrā un augstspiediena ūdenī
Nerūsējošā tērauda stresa korozijas izturēšanās atomelektrostacijas augstā temperatūrā un augstspiediena ūdens vidē ir pakļauta dažādu faktoru visaptverošai ietekmei, Galvenokārt iekļaujot materiālos faktorus (virsmas apstrāde, auksta apstrāde, termiskās apstrādes process, utc), Mehāniskie faktori (peļņas izturība, atlikušais stress, stresa intensitātes koeficients, slodze, utc) un hidroķīmiskā vide (temperatūra, ph, anjons, izšķīdināts skābeklis, utc).
3.1 Materiālie faktori
3.1.1 Virsmas apstrāde
Apstrādes izraisītās materiāla virsmas defekti un skrambas ir neizbēgamas darbības laikā. Caur lēnu celma ātruma pārbaudi (Ssrt), Scenini et al. norādīja, ka virsmas apstrādei augstas temperatūras dzesēšanas šķidrumā ir svarīga loma SCC plaisu uzsākšanā. Salīdzinot ar mehānisko apstrādi, 304L nerūsējošā tērauda parauga virsma, kas slīpēta ar oksīda suspensiju (OPS) Δ laukums netālu no ferīta/austenīta interfeisa ir jutīgāks pret SCC, kas padara to jutīgāku pret stresa koroziju. Imitētajā PWR primārās shēmas ūdens vidē, Transgranulāras plaisas parasti veidojas uz apstrādātu paraugu virsmas, kam ir lieliskas attiecības ar apstrādes zīmēm. Tomēr, Uz labi pulēta materiāla virsmas ir tikai dažas transgranulāras plaisas, un plaisas morfoloģija galvenokārt ir starpgranulāra.
Kā plaši izmantots virsmas stiprināšanas process, Šāviena peanss izmanto šāvienu daļiņas, lai bombardētu materiāla virsmas un implanta atlikušo spiedes spriegumu, kas var kompensēt daļu stiepes sprieguma uz siltuma pārneses caurules virsmas, uzlabot sagataves noguruma izturību, un ievērojami samazina nerūsējošā tērauda stresa korozijas jutīgumu. Šāviena peings var ietekmēt makroskopisko stāvokli, mikrostruktūra, cietība, atlikušais stress, Materiāla virsmas martensīta transformācija, un pēc tam ietekmē materiāla stresa korozijas jutīgumu. Lāzera šāvienu peansa tehnoloģijai darbības laikā nav atlēkušās saites un reakcijas spēka, un nav atlieku, kas ietekmētu parasto aprīkojuma darbību. Tas var veidot dziļāku spiedes stresa slāni nekā parastais šāviens, un nesabojā komponentu virsmu. Tam ir acīmredzama nostiprinoša iedarbība un darbība. Tā tiek uzskatīta par tehnoloģiju, ko var izmantot kodolenerģijas jomā, un tai ir plašas lietojumprogrammu perspektīvas.
3.1.2 Aukstā darbība
Auksti darbi apstrādes procesā, Kodolenerģijas aprīkojuma uzstādīšana un ražošana mainīs materiāla iekšējo mikrostruktūru. Piemēram, saliekšana, metināšana, slīpēšana, apzīmogošana un citi austenīta nerūsējošā tērauda procesi izraisīs materiāla plastisko deformāciju, dislokācija un punktu defekti izraisīs režģa slīdēšanu, Graudu robežas orientācija, dislokācijas blīvums un citas izmaiņas. Vietējo mehānisko īpašību izmaiņas un materiāla stresa koncentrācija palielinās stresa korozijas plaisāšanas jutīgumu nerūsējošā tērauda.
Pētījums rāda, ka imitētajā PWR primārā ūdens vidē, SCC pieauguma temps (CGR) ievērojami palielinās, palielinoties nerūsējošā tērauda aukstā darba pakāpei, un nerūsējošā tērauda IGSCC izturība samazinās. Lietus. pētīja auksti izstrādātu SCC augšanas izturēšanos 316 Nerūsējošais tērauds augstas temperatūras litija bora šķīdumā, izmantojot stiepes eksperimentus. Vispār, Kreka gals ir augsta stresa zona. Vakances defekti, kas rodas aukstas apstrādes laikā, un pārvietojieties pa graudu robežu līdz augstas stresa zonai, veidojot augstu vakanču blīvumu vietējos apgabalos, un caurumu veidošana plaisas priekšā un ap to, Caurumu parādīšanās un augsts vakanču blīvums ievērojami samazina mehāniskās īpašības pie graudu robežas, vājina saistošo enerģiju pie graudu robežas, nodrošina vāju pozīciju plaisas augšanai, un ievērojami paātrina plaisas augšanu. Turklāt, Terachi et al. norādīja, ka vakance un dislokācija, kas rodas aukstā darbībā 304 un 316 Nerūsējošā tērauda paraugi var arī ievērojami palielināt materiāla ražas stiprumu, un plaisas pieauguma ātrums attiecīgi palielināsies. Parasti tiek uzskatīts, ka materiālu σ ražas stiprums starp Y un CGR
3.1.3 Termiskā apstrāde
Nerūsējošā tērauda materiāli parasti tiek veikti termiskās apstrādes procesi, piemēram, ciets šķīdums, sensibilizācija un novecošanās ražošanas procesā. Augstai temperatūrai ir liela ietekme uz materiālu mikrostruktūras evolūciju un izturību pret koroziju. Nerūsējošā tērauda ir vairāk nekā 13% CR saturs rūdīšanas apstākļos, izrādot labu izturību pret vispārējo koroziju un vietējo koroziju. Tomēr, Nerūsējošais tērauds, kas pakļauts augstas temperatūras videi, nogulsnējas un izgulsnējas ar hromu bagātu karbīdu (CR23C6) pie graudu robežas. Hromium nabadzīgais fenomens pie graudu robežas ir viens no galvenajiem iemesliem, lai samazinātu starpgranulāru korozijas izturību un austenīta nerūsējošā tērauda stresa korozijas izturību pret koroziju. Pareiza novecošanās ārstēšana var mazināt hroma trūkst problēmu.
Šķīduma apstrādei noteiktā temperatūrā (piemēram 1100 ℃), ar šķīduma laika pagarinājumu, Izšķīdušo atomu un piemaisījumu atomu šķīduma ietekme uz 316L nerūsējošā tērauda ir pakāpeniski pietiekama, Mikrohardums palielinās, un graudu lielums palielinās. Sākotnējā starpgranulārās korozijas plaisas posmā, Dažādu risinājumu apstrādes ietekme uz parauga korozijas ātrumu nav acīmredzama; Plaisas augšanas periodā, Paraugi ar ilgāku cieta šķīduma laiku uzrādīja ievērojami labāku starpgaismu izturību pret koroziju. Eksperimentālie rezultāti parāda, ka nerūsējošais tērauds ar šķīduma apstrādi ir 0,5 ~ 1H 1100 ℃ ir labākas visaptverošas īpašības. Salīdzinot ar šķīduma ārstēšanu, Sensibilizētā nerūsējošā tērauda korozijas ātrums un plaisu augšanas ātrums ievērojami palielinājās. Acīmredzami, Sensibilizācijas apstrāde neveicina 316L nerūsējošā tērauda SCC izturības uzlabošanos. Sensibilizācijas procesu ir viegli izraisīt hroma deficītu pie graudu robežas 304 nerūsējošais tērauds. SCC jutība ir palielināta, un IGSCC, visticamāk, notiks.