核一级管道用不锈钢模拟工况耐腐蚀行为研究

发布时间：2017-11-04 09:14

  本文关键词：核一级管道用不锈钢模拟工况耐腐蚀行为研究

  更多相关文章： Z3CN20.09M双相不锈钢 高温氧化 水蒸气腐蚀 氧化动力学 氧化膜 极化曲线 电化学阻抗谱

【摘要】：Z3CN20.09M双相不锈钢由于其优异的综合力学性能和耐腐蚀性能被广泛应用于核一级管道材料。但核一级管道的运行工况非常苛刻,材料长期受到高温、高压含硼离子的水蒸气腐蚀,最终会对核电站安全运行造成威胁。所以,研究Z3CN20.09M钢在模拟一回路运行工况条件下的腐蚀行为对核电站的运行安全具有重要的理论指导意义和工程实践意义。本文采用恒温氧化法分别研究了Z3CN20.09M双相不锈钢在350℃、400℃空气和高压含硼离子水蒸气环境下氧化腐蚀行为。利用不连续称重法研究其氧化动力学,通过扫描电镜观察氧化膜微观形貌和氧化膜厚度,结合能谱分析和X射线衍射仪分析氧化物成分和物相,最后通过电化学测试研究不同热老化时长对Z3CN20.09M钢耐蚀性能的影响,得到如下结论。Z3CN20.09M钢在350℃、400℃空气中氧化动力学曲线均遵循抛物线规律,400℃比350℃温度下氧化速率高。随着氧化时间增长氧化膜的微观形貌由颗粒状和短棒状逐渐变成絮状和瘤状。氧化5000 h后,两种温度下氧化膜主要成分是Cr203和Fe304,厚度均约为7-8μm。Z3CN20.09M钢在350℃动态和400℃静态水蒸气氧化动力学曲线分别遵循抛物线和双直线规律。氧化2000 h后,350℃动态水蒸气氧化膜成分主要为具有正八面体的尖晶石和块状结构的FeCr2O4,其厚度约为15μm。随着氧化时间的延长,400℃静态水蒸气氧化膜成分发生从针状Cr2O3—圆形颗粒状FeCr2O4—正八面体结构FeCr2O4的转变,氧化5000 h后氧化膜的厚度可达26μm。电化学测试结果表明,随着热老化时长增加,Z3CN20.09M钢在1 mol/L的H2SO4溶液中极化曲线的钝化平台宽度变化不大,但维钝电流略微升高,电化学阻抗谱曲线半径逐渐变小。总体上,两种介质热老化会使Z3CN20.09M钢耐电化学腐蚀性能有所下降但影响不太明显。
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.71

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本文编号：1138771