西安核电用不锈钢材料

西安核电用不锈钢材料

核电站的通风净化设备主要用于送、排风系统中，可根据不同使用工况安装不同类型的空气过滤单元。用于实现空气净化，特别适用于受污染或有害气体的送、排风系统，能有效地保护系统工作人员**和周围环境的卫生。

我国核电厂的通风净化装置多数是用奥氏体不锈钢制造的。奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性能、较好的抗辐照性能。但核电站大多建在沿海地区，海水空气湿度大，盐分含量高，而氯离子是不锈钢腐蚀的主要诱因之一。为了保证核电厂通风净化系统的**，提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性尤为重要。

  1 海洋环境对核电用奥氏体不锈钢腐蚀的影响

 １.１海洋环境的腐蚀特点

 不锈钢在一般的空气或淡水环境中发生腐蚀，表面会形成一层致密的氧化膜，使钢铁腐蚀过程受到抑制。海洋环境的空气氯离子含量较高，而氯离子很容易置换氧化膜中的氧破坏氧化膜，这就使在一定浓度的氯离子环境下很难建立稳定的钝态。而不锈钢中的钼，可降低氯离子对钝化膜的破坏。随着氯离子在设备上的积累，氯离子的浓度会越来越高，对不锈钢的腐蚀性会原来越大。

１.２点腐蚀

点蚀是金属表面相对集中在一个很小部位的局部腐蚀。在真正的点蚀前，不锈钢表面的保护性氧化层中先形成直径几个微米的微型凹陷，这种微型凹陷的迅猛增加是造成不锈钢大规模腐蚀的原因。不锈钢经过表面的酸洗钝化后，形成CrO３或Cr２O３氧化膜，使得不锈钢发挥*大的耐腐蚀性，有效阻挡了腐蚀性介质的侵蚀和破坏。核电厂不锈钢设备发生腐蚀的情况一般是点蚀，发生点蚀的部位一般出现在缝隙、划伤表面等钝化膜被破坏的表面。若不锈钢表面潮湿且含有氯离子，则可以在局部形成强酸溶解钝化膜，破坏稳定的钝化状态，导致大面积的腐蚀。

１.３晶间腐蚀

晶间腐蚀是金属腐蚀的一种常见的局部腐蚀，腐蚀从金属表面开始，沿着金属晶粒间的分界面向晶粒内部扩展，使晶粒间的结合力大大减弱。它是一种选择性腐蚀，沿晶界深入金属内部，这种腐蚀使金属在外表面上看不出任何迹象的情况下，却能使材料丧失其力学性能，甚至使材料完全失去强度，它是危害性很大的局部腐蚀形式之一。核电站通风净化设备在长时间运转过程中，氯离子积累到一定程度就会导致不锈钢壳体的晶间腐蚀。受到这种腐蚀的不锈钢，表面上不出任何腐蚀或是损坏，但不锈钢内部的晶界区已遭受破坏。腐蚀达到一定程度就会造成构件或设备的破坏，严重时会影响整个核电站的**运转。

 2 奥氏体不锈钢材料的对比

奥氏体不锈钢常温和低温下有良好韧性、塑性、焊接性和抗腐蚀性，具有抵抗化学腐蚀和电化学腐蚀能力。核电站常用的不锈钢有304（0Cr18Ni9）、304L（00Cr19Ni10）、和316L（00Cr17Ni14Mo2）。

 304不锈钢是一种通用性的不锈钢，它广泛用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。304不锈钢具有优良的耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。

 304L不锈钢是含碳量比较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的含碳量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至*少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境产生晶间腐蚀。因此304L不锈钢的抗晶间腐蚀的能力优于304不锈钢。

 316L不锈钢又称钛钢，添加Mo（2～3%），可以提高钝化膜的稳定性。316L不锈钢具有优良的耐点蚀性和耐晶间腐蚀性，还具有良好的耐氯化物侵蚀的性能，在海洋环境或侵蚀性工业大气中的抗腐蚀能力大大地优于304不锈钢和304L不锈钢。

 从抗腐蚀性能上来说316L不锈钢>304L不锈钢>304不锈钢低碳不锈钢又优于同钢号的普通不锈钢。加Ti、Mo或固溶处理是预防不锈钢点蚀的主要方法。

 3  耐腐蚀防护方法

 在海洋环境下，海水空气湿度大，盐分含（下转第30页）（上接第35页）量高。空气中游离状态的氯离子成为不锈钢腐蚀的主要诱因之一。通过研究海洋环境对核电用奥氏体不锈钢腐蚀的影响，并对比奥氏体不锈钢材料性能，提出以下6种方法来提高所用不锈钢材料的抗腐蚀性。

３.１ 对不锈钢表面进行酸洗钝化。

通过酸洗钝化使其表面覆盖极薄且致密的钝化膜，通过钝化膜把腐蚀介质隔离，形成奥氏体不锈钢的基本且主要的保护屏障。

３.２避免卤素离子集中。

在通风系统的入风口设置干燥器或除雾器，尽可能地减少进入通风系统的氯离子的含量，从而降低附着在通风设备不锈钢表面氯离子的浓度，以减轻奥氏体不锈钢的腐蚀程度。

３.３在通风系统中入口处设置钝化剂添加接口，向通风系统中添加低浓度的硝酸盐或铬酸盐，以抑制氯离子吸附在金属表面，防止氯化物离子吸附而早造成点蚀或晶间腐蚀。

３.４尽量选用316L不锈钢。含钼2％～4％的奥氏体型不锈钢具有良好的耐点蚀性能。使用含钼奥氏体型不锈钢可显著减少点蚀或晶间腐蚀。

３.５光亮退火处理。提高钝化膜在氯离子环境下稳定性，提高耐腐蚀性。