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核电厂不锈钢覆面焊接模拟件腐蚀行为研究

王宇欣 胡月飞 高宇 郭城湘 左景辉

王宇欣, 胡月飞, 高宇, 郭城湘, 左景辉. 核电厂不锈钢覆面焊接模拟件腐蚀行为研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 214-219. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0214
引用本文: 王宇欣, 胡月飞, 高宇, 郭城湘, 左景辉. 核电厂不锈钢覆面焊接模拟件腐蚀行为研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 214-219. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0214
Wang Yuxin, Hu Yuefei, Gao Yu, Guo Chengxiang, Zuo Jinghui. Research on Corrosion Behavior of Stainless Steel Cladding Welding Simulator in Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 214-219. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0214
Citation: Wang Yuxin, Hu Yuefei, Gao Yu, Guo Chengxiang, Zuo Jinghui. Research on Corrosion Behavior of Stainless Steel Cladding Welding Simulator in Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 214-219. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0214

核电厂不锈钢覆面焊接模拟件腐蚀行为研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0214
详细信息
    作者简介:

    王宇欣(1985—),男,高级工程师,主要从事核工程焊接及无损检测的设计工作,E-mail: wangyxb@cnpe.cc

  • 中图分类号: TG174;TL341

Research on Corrosion Behavior of Stainless Steel Cladding Welding Simulator in Nuclear Power Plant

  • 摘要: 对3种核电厂乏燃料水池不锈钢覆面材料S32205、S32101和S30403的焊接模拟件,在H3BO3浓度2500 mg/L、SO42−浓度1500 mg/L、Cl浓度5%、pH值5.0、温度80℃、饱和氧的条件下浸泡6个月,对比研究其腐蚀行为。结果发现:S30403焊接模拟件在焊接节点和缝隙附近出现了大量的氯致应力腐蚀裂纹;S32101焊接模拟件出现了腐蚀坑,在焊接节点和缝隙附近腐蚀尤其严重;S32205焊接模拟件腐蚀最轻,试件表面未发现腐蚀坑及裂纹。研究表明:3种材料模拟件的耐腐蚀性规律为:S32205>S32101>S30403。S32205具有良好的综合力学性能和耐腐蚀性能,是一种理想的改进型水池覆面材料。

     

  • 图  1  焊接模拟件 单位:mm

    Figure  1.  Welding Simulator Unit: mm

    图  2  S32205焊接模拟件宏观形貌

    Figure  2.  Macroscopic Morphology of S32205 Welding Simulator        

    图  3  S32101焊接模拟件宏观形貌

    Figure  3.  Macroscopic Morphology of S32101 Welding Simulator      

    图  4  S30403焊接模拟件宏观形貌

    Figure  4.  Macroscopic Morphology of S30403 Welding Simulator      

    图  5  S32205表面腐蚀形貌及腐蚀产物能谱

    kcps—每秒千计数,下同

    Figure  5.  Morphology of Surface Corrosion and Energy Spectrum of Corrosion Products for S32205

    图  6  S32201表面腐蚀形貌及腐蚀产物能谱

    Figure  6.  Morphology of Surface Corrosion and Energy Spectrum of Corrosion Products for S32101

    图  7  S30403表面腐蚀形貌及腐蚀产物能谱

    Figure  7.  Morphology of Surface Corrosion and Energy Spectrum of Corrosion Products for S30403

    图  8  弯折处截面的组织形貌

    Figure  8.  Section Morphology of the Bend

    图  9  S30403应力腐蚀开裂截面组织形貌

    Figure  9.  Section Morphology of the Stress Corrosion Cracking of S30403       

    图  10  S32101腐蚀坑的截面形貌

    Figure  10.  Section Morphology of the Corrosion Pit of S32101

    图  11  腐蚀坑中高亮腐蚀产物及其能谱分析

    Figure  11.  Bright Corrosion Products in Corrosion Pits and Their Energy Spectrum Analysis

    图  12  S30403应力腐蚀断口形貌

    Figure  12.  Fracture Morphology of S30403 Stress Corrosion

    表  1  化学成分结果

    Table  1.   Test Result of Chemical Composition

    牌号化学成分(质量分数)/%
    CMnSiSPCrNiMoCuCo铁素体
    S322050.0201.500.570.00400.01722.208.83.100.030.0246.0
    S321010.0201.900.570.00500.01622.508.102.700.060.0245.0
    S304030.0121.920.510.00380.01819.4412.972.860.0180.037.6
    下载: 导出CSV

    表  2  力学性能及残余应力测试结果

    Table  2.   Test Result of Mechanical Properties and Residual Stress

    牌号S32205S32101S30403
    力学性能抗拉强度/MPa790/800735/730565/570
    屈服强度/MPa457/453665/672674/682
    夏比冲击功/ J
    (焊缝区,−40℃)
    256/158/25440/42/44
    残余应力横向/MPa206/205398/48413/480
    纵向/MPa190/198287/295231/378
      “—”表示无数据
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-19
  • 录用日期:  2021-07-29
  • 修回日期:  2022-02-21
  • 刊出日期:  2022-06-07

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