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TP439不锈钢在高温高压水中的应力腐蚀

2017-02-15 11:22 来源:中国联合钢铁网
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长期以来针对奥氏体不锈钢的研究一直占据主导地位,而对铁素体不锈钢的研究却起步较晚。与奥氏体不锈钢相比,铁素体不锈钢具有成本低,导热系数高、线膨胀系数小等优点。国外核电机组中高压加热器已普遍采用TP439铁素体不锈钢,并且取得良好的运行业绩。高压加热器是汽轮机发电机组中重要的辅机设备,性能和运行可靠性将直接影响发电机组整体运行的经济性和安全性。各种停运数据统计结果表明,换热器管泄漏在换热器故障停运中所占比重最大,而换热管应力腐蚀是造成管系泄漏最主要的原因。目前,有关铁素体不锈钢的组织及成形性能的研究较多,而对其力学行为等方面研究较少。目前大多采用U型弯或恒载荷试验方法研究铁素体不锈钢的SCC,该法存在试验周期长,且难以定量评定SCC敏感性的缺点。因此,目前关于铁素体不锈钢SCC敏感性的研究报道较少。为了进一步提高加热器的使用寿命及可靠性,同时在镍供应相对紧张及镍价高涨情况下,研究铁素体不锈钢的腐蚀性能具有一定的现实意义。
中广核工程有限公司采用动电位极化研究TP439铁素体不锈钢在氯化钠溶液中的阳极极化行为和点蚀敏感性,采用慢应变速率试验(SSRT)研究其在高温高压水环境中的应力腐蚀行为,探讨温度对其应力腐蚀行为的影响规律。
试验材料选用TP439铁素体不锈钢成品管,化学成分(质量分数,%)C0.0143,Mn0.262,P0.0252,S0.00148,Si0.179,Ni0.247,Cr17.84,Al0.0289,N0.0200,Ti0.278,Mo0.0148,Cu0.0794,余量为Fe。
采用线切割方法截取10mm的TP439不锈钢管段,对切割面进行打磨抛光处理后,采用王水+丙三醇溶液进行侵蚀,清洗干燥后用Axiovert200MAT金相显微镜观察试样的微观组织。试验结果表明:
(1)TP439不锈钢组织为典型的铁素体等轴晶,晶内和晶界都分布一定数量的细小碳化物。
(2)TP439不锈钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度随电位增加而逐渐增大,在0.18V附近电流密度急剧增大,达到点蚀击穿电位。
(3)TP439不锈钢在150℃、200℃、250℃的高温高压下的应力应变曲线基本相同,抗拉强度随温度的升高基本无变化。不同温度条件下的拉伸随温度的升高基本无变化。不同温度条件下的拉伸断口主要为韧性断口,微观形貌为不均匀的韧窝聚集,TP439不锈钢在高温高压水中应力腐蚀敏感度较低。(余冶)

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