Inconel690TT和Incoloy800MA蒸汽發(fā)生器管材在高溫高壓水中的腐蝕行為研究在壓水堆核電站中，蒸汽發(fā)生器（SG）位于一、二回路的交界處，將一回路中反應堆產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移至二回路用于發(fā)電，其傳熱管材在高溫高壓核電水化學環(huán)境中的腐蝕行為直接關(guān)系到核電系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟性。上世紀60 年代，普遍采用Inconel600合金（Ni-7Fe-15Cr，質(zhì)量分數(shù)，下同）作為蒸汽發(fā)生器的傳熱管材，但由于其在核電水化學環(huán)境中具有較高的應力腐蝕敏感性而逐漸被Cr含量更高的Inconel690合金（Ni-10Fe-29Cr）替代。另一方面，Incoloy800合金（Fe-33Ni-22Cr）由于其更低的成本，是建造先進輕水堆頗具競爭力的傳熱管材料，并在加拿大CANDU反應堆型、德國Siemens、中國秦山一期和印度的壓水堆核電站（PWR）中得到了應用。 迄今，現(xiàn)場運行經(jīng)驗中尚未見與Inconel690和Incoloy800合金腐蝕失效行為相關(guān)的報道。雖然Inconel600、Inconel690和Incoloy800合金均為Ni-Cr-Fe系三元合金，但僅通過調(diào)整3種合金元素的含量，Inconel690和Incoloy800合金即表現(xiàn)出顯著優(yōu)于Inconel600合金的耐蝕性能，特別是低成本Incoloy800合金仍具有優(yōu)異的耐蝕性能。因此，有必要深入研究不同合金元素，特別是Ni和Cr在金屬高溫水腐蝕行為中的作用。 實驗所用Inconel690TT合金商用管材，外徑19mm，壁厚1.09mm，經(jīng)1040～1050℃退火，700～725℃的TT處理。實驗所用Incoloy800MA合金管材，外徑15.88mm，壁厚1.13mm，經(jīng)980℃光亮退火處理。實驗所用Inconel690TT和Incoloy800MA合金管材的化學成分如表1所示。 表1 Inconel690TT和Incoloy800MA合金管材的化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）
經(jīng)多種方法深入分析了Inconel690TT和Incoloy800MA合金蒸汽發(fā)生器管材及其在高溫高壓水環(huán)境中的腐蝕行為。結(jié)果表明，沿管材厚度方向從內(nèi)壁至外壁，Inconel690TT合金管材Σ3晶界偏離理想晶界的程度逐漸增大，Kernel平均取向差（KAM）也逐漸增大，管材外壁為最薄弱區(qū)；Incoloy800MA合金管材Σ3晶界偏離理想晶界的程度均勻，且主要集中于0～1°的小偏差范圍內(nèi)，KAM應變的變化也趨于平緩。溶氧的高溫純H2O中，Inconel690TT合金表面腐蝕產(chǎn)物為雙層膜結(jié)構(gòu)，外層為富Fe尖晶石與NiO小顆粒，內(nèi)層膜為NiO相且疏松多孔，不能對基體起到良好的保護作用，局部區(qū)域腐蝕深度可達716nm；Incoloy800MA合金表面腐蝕產(chǎn)物為雙層膜結(jié)構(gòu)，外層為大顆粒狀尖晶石相，內(nèi)層膜為小顆粒尖晶石相，Cr在內(nèi)層膜與基體的界面富集，平均腐蝕深度僅約為150nm。相同條件下，溶氧的高溫純H2O中Incoloy800MA合金的內(nèi)層膜厚度顯著小于Inconel690TT合金。因此，在溶氧高溫高壓純H2O環(huán)境中，Cr發(fā)生溶解，Incoloy800MA合金比Inconel690TT合金耐蝕性更優(yōu)。
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