文摘

成膜胺已被广泛应用于火力发电厂关闭后进行维护,和越来越多的应用和研究在核电辅助电路。然而,在应力腐蚀开裂的方向,没有多少研究成膜胺对金属材料的影响。本文使用高温慢应变速率试验(SSRT)方法来评估一个商业的影响成膜胺两种传统的应力腐蚀开裂行为岛上材料压水式反应堆核电站。这两个金属材料高压加热器的换热管材料和高温蒸汽发生器操作区域的一个核电站二回路:TP 439不锈钢和690 TT合金。测试分析了力学性能和断裂形态。试验结果表明,在测试浓度范围(< 5毫克/公斤),成膜胺不会影响TP 439不锈钢的鳞状细胞癌和690 TT合金应变率条件下的缓慢。行为有显著影响。在实际应用中,一般成膜胺的用量是1 - 2毫克/公斤。这个数据低于成膜胺浓度用于实验。因此,没有必要担心对SCC的行为明显影响TP 439不锈钢和690 TT合金。

1。介绍

成膜胺(FA)是一种特定的化学物质,能在金属表面形成一层疏水液体或气体。这种类型的化学物质通常包含一个主要,次要的,或叔胺结构(或组合)与烃链,通常有超过10个碳原子,如十八胺和oleyl-1 3-propanediamine。商业成膜胺产品(FAP)只是一个FA(或多个),或一个复合形成的分散和混合FA(或多个)和其他化学物质。

目前,在火电行业,利用fap到实施中长期锅炉维修后关闭已经成为主要的维护方法(1,2]。许多热电厂的操作经验表明,fap的关机保护可以有效降低腐蚀速率在关闭期间。启动后单位有以下优点:水质合格周期缩短启动时间缩短。

在核电行业,几乎没有相关文献报道。自2011年以来,成功利用FAP (ODACON) Almaraz 1/2 #单位吸引了研究人员的关注3,4]。作为一个新的选择水化学方法降低腐蚀速率,研究机构研究的最前沿的核电工业已经开始相应的研究计划。

发表的文献研究FAs的物理和化学性质(4- - - - - -7),离解常数和分布系数8,9),反应机理和对金属材料的影响10- - - - - -16),影响化学参数等循环的pH值和电导率(17- - - - - -20.),分解产品(18,21),影响换热性能(22- - - - - -26),影响在线化学仪表检测(27]。然而,没有多少研究工作材料的应力腐蚀开裂行为在足总环境敏感地区(28]。本文开展相关研究工作,使用商业足总已经应用于二次电路的压水式反应堆核电站进行评估。测试金属材料的换热管材料高压加热器和蒸汽发生器的高温操作区域核电站二回路:TP 439不锈钢和690 TT合金。不同的信息(28),本文评价完成后由高温慢应变速率试验(SSRT)方法。

2。实验

使用的材料在当前工作是TP 439不锈钢(SS)和690 TT合金。TP 439 SS和690 TT的化学成分如表所示1。图1显示了690 TT合金的微观结构形态。690 TT合金的结构提供了一个典型的类型,奥氏体晶粒和碳化物分布在晶界不断。表2显示690 TT的组件使用。慢应变速率试验(SSRT)测试进行了TP 439 SS和690 TT在二级水环境模拟根据GB / T 15970.7 - -2000。

表1
TP 439 SS和690 TT的化学成分合金(wt %)。

图1
690 TT合金的SEM显微结构。费尔南多-阿隆索:商业FA产品;乳状液,1%的内容。
表2
从SSRT获得力学性能测试。

样品的尺寸如图2。测试前,样品在乙醇使用超声波清洗机清洗,然后晒干,密封,供以后使用。SSRT测试进行了使用美国科尔特大学高温和高压慢应变速率拉伸试验机。


图2
SSRT试样大小(毫米)。

TP 439 SS和690 TT的应变率 和 ,分别。

每个测试的化学环境如表所示3。

表3
SSRT测试参数。

3所示。结果与讨论

3.1。力学性能分析

宏观SCC敏感性评价的主要原则是,鳞状细胞癌将导致材料的塑性指标显著下降,如材料的最大破坏应力、总延伸率、断面收缩率,断裂吸收能量(载荷伸长曲线下的面积)。比较相同的样品暴露在测试环境和暴露在惰性环境,这一比率偏离越远,开裂敏感性越高。

在这个公式 代表了应力腐蚀开裂敏感性指数的样本, 样品的测试结果在惰性介质,然后呢 样品的测试结果在测试环境。

因为样品的断裂吸收能量是载荷伸长曲线下的面积,其中包含两个参数的负载和伸长,它相对比较全面,所以断裂吸收能量是用来计算材料的应力腐蚀敏感性指数在不同的环境中。从计算结果、应力腐蚀敏感性的TP 439 SS和690 TT合金FA和non-FA环境基本上是相同的。FAs的使用并不会明显影响的SCC行为TP 439 SS和690 TT慢应变速率条件下合金。

TP 439 SS FA的应力-应变曲线,绘制在图non-FA,氩气氛3。图中看到,TP 439 SS的应力、应变三个环境都经历了弹性变形→→塑性变形→收益率达到抗拉强度→断裂过程。慢应变速率试验数据的示例表中列出3。TP 439 SS的应力-应变曲线两个环境基本上是相同的和较低的价格相比惰性气体氩,TP 439 SS有应力腐蚀开裂的敏感性。


图3
TP 439 SS的应力-应变曲线在不同的环境中。

690 TT合金FA的应力-应变曲线,绘制在图non-FA,氩气氛4。如图3很明显,690 TT合金的应力腐蚀敏感性FA和non-FA环境基本上是相等的。合金690 TT也对应力腐蚀开裂的敏感性。


图4
690 TT合金的应力-应变曲线在不同的环境中。
3.2。断口形貌分析
3.2.1之上。分析TP 439不锈钢的断裂面

数据5- - - - - -7节目形态的TP 439 SS FA, non-FA,分别和氩。骨折显示明显变细,存在大量的酒窝有破洞,这并没有多大影响。这表明FAs的使用并不会明显影响TP 439不锈钢SCC的行为,和断裂韧性断裂,这是符合其断裂力学性能曲线的结果。

(一)概述
(一)概述
(b)的中央区域
(b)的中央区域
(c)边缘区
(c)边缘区
(d)边缘区
(d)边缘区
图5
TP的裂缝形态与FA 439 SS SSRT后测试解决方案。
(一)概述
(一)概述
(b)的中央区域
(b)的中央区域
(c)边缘区
(c)边缘区
(d)边缘区
(d)边缘区
图6
TP的断裂形态没有FA 439 SS SSRT后测试解决方案。
(一)概述
(一)概述
(b)的中央区域
(b)的中央区域
(c)边缘区
(c)边缘区
(d)边缘区
(d)边缘区
图7
后的断裂形态TP 439 SS SSRT在氩气氛。
3.2.2。690 TT合金的断口形貌分析

数据8- - - - - -10是690 TT合金的断裂形态FA, non-FA,分别和氩气氛。690 TT合金的断裂形态的两个环境类似于惰性介质,并没有明显的区别。显微镜下,在某种程度上,断裂表面显示了混合晶间裂纹的形态和酒窝。690 TT合金的晶间裂纹的原因是TT治疗在制造过程中,使690 TT合金晶界分发一层连续的硬质合金23C6,如图7,所以它将显示一定程度的拉伸应力下intergranularity。开裂特征不是晶间应力腐蚀开裂的外观,可以证明骨折在氩气氛。因此,结合图的应力-应变曲线3,690 TT合金不展览FA和non-FA环境中应力腐蚀特征。

(一)概述
(一)概述
(b)的中央区域
(b)的中央区域
(c)边缘区
(c)边缘区
(d)边缘区
(d)边缘区
图8
高温SSRT测试断裂与FA 690 TT的环境。
(一)概述
(一)概述
(b)的中央区域
(b)的中央区域
(c)边缘区
(c)边缘区
(d)边缘区
(d)边缘区
图9
高温SSRT测试断裂没有FA 690 TT的环境。
(一)概述
(一)概述
(b)的中央区域
(b)的中央区域
(c)边缘区
(c)边缘区
(d)边缘区
(d)边缘区
图10
高温SSRT测试690 TT合金氩的骨折。

4所示。讨论

测试选择商业FA,以及高压加热器的换热管材料和高温蒸汽发生器运行的核电站领域:TP 439不锈钢和690 TT合金。和高温慢应变速率试验(SSRT)方法被用来评估FA的影响在两个金属材料的应力腐蚀开裂行为。测试分析力学性能和断裂形态。试验结果表明,样品的断裂吸收能量FA和non-FA环境基本上是相同的,所以测试中使用的英足总不会明显影响的SCC行为TP 439不锈钢和690 TT慢应变速率条件下合金在试验浓度范围内。

根据现有的实际应用核电二回路,一般剂量的FA是1 - 2毫克/公斤。这个数据低于英足总浓度用于实验。也就是说,从实际应用的角度来看,当应用程序FA的浓度低于5毫克/公斤,测试足总不会明显影响的SCC行为TP 439不锈钢和690 TT慢应变速率条件下合金。也许,这足总也会影响的SCC行为TP 439不锈钢和690 TT合金,所以5毫克/公斤的价值还没有达到这种效果的门槛。这需要进一步的研究。

5。结论

测试采用SSRT方法。的环境下5毫克/公斤FA,鳞状细胞癌两种材料进行评估的TP 439不锈钢和690 TT合金。测试结果表明:(1)慢应变速率条件下,两种材料的应力腐蚀行为是相对一致的两个环境的FA和non-FA,也显示了明显的应力腐蚀敏感性(2)在试验条件下,英足总(< 5毫克/公斤)不会明显影响的SCC行为TP 439不锈钢和690 TT合金应变率条件下的缓慢(3)在实际应用中,一般剂量的FA 1 - 2毫克/公斤。这个数据低于英足总浓度用于实验。因此,没有必要担心对SCC的行为明显影响TP 439不锈钢和690 TT合金

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。