高温高压水环境中材料腐蚀行为的电化学噪声研究

发布时间：2017-08-22 22:23

  本文关键词：高温高压水环境中材料腐蚀行为的电化学噪声研究

  更多相关文章： 电化学噪声 304不锈钢 腐蚀过程 现场检测

【摘要】：在未来20年内,我国核电站发展仍以压水堆为主,而高温高压水是压水堆反应堆的主要服役环境。在核电的发展中,核电站安全问题受到人们高度关注。而核电站关键部件结构材料的失效是引发核安全问题的主要因素之一。因此了解材料在高温高压水中的腐蚀行为与机制,并实现材料损伤的在线监/检测,对于节约资源降低成本并延长核电站寿命有重要意义。本文针对高温高压水环境中材料腐蚀监检测的需求,研究了高温高压水环境中温度以及pH对不锈钢腐蚀性能的影响,并制作了用于高温高压水环境中碳钢管道腐蚀检测的电化学噪声传感器。采用电化学噪声和X射线光电子能谱,研究了高温高压水环境中不同温度对304不锈钢腐蚀过程的影响。结果表明,试样在150-200℃之间位于钝化-活化区间,在100和250℃则分别为钝化和活化状态。同时在100℃时,304表面氧化膜为单层结构,主要由Cr2O3构成。在250℃时,304表面氧化膜为双层结构,内层主要为尖晶石结构Cr-Fe氧化物,外层主要为氢氧化物。采用电化学噪声、扫描电镜和X射线光电子能谱,研究了高温高压水环境中不同pH对304不锈钢腐蚀行为的影响。结果表明,随着pH增大,试样表面氧化膜的保护性增强,竞争过程减弱。在200℃时,304表面氧化膜为双层结构。随着pH增加,内层膜变得致密,试样表面氧化物颗粒减小,并且氢氧化物含量减少。改进了电化学噪声检测传感器,对现场高温高压水环境中的碳钢管道腐蚀行为进行了电化学噪声检测。结果表明,改进的电化学噪声检测传感器可以基本满足现场高温高压水环境中(270℃,6Mpa)腐蚀检测的要求;随温度压力的升高,腐蚀速率增大,在温度稳定后腐蚀速率基本保持稳定,在温度降低时,腐蚀速率随温度的降低而降低;在升温过程到保温中,体系可能发生了腐蚀类型的转变。
【关键词】：电化学噪声 304不锈钢 腐蚀过程 现场检测
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG172
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 引言8
• 1.2 核电用不锈钢主要腐蚀形态8-9
• 1.3 高温高压水中不锈钢腐蚀行为的电化学研究方法9-15
• 1.3.1 布拜图9-10
• 1.3.2 动电位极化曲线10-11
• 1.3.3 电化学阻抗谱11-13
• 1.3.4 莫特肖特基曲线13-14
• 1.3.5 电化学噪声14-15
• 1.4 高温高压水中不锈钢腐蚀行为的现场监检测技术15-17
• 1.4.1 超声波测厚15
• 1.4.2 电阻法15-16
• 1.4.3 磁阻法16
• 1.4.4 线性极化电阻法16-17
• 1.5 高温高压水中不锈钢腐蚀行为的其他研究方法17-20
• 1.5.1 扫描电子显微镜17
• 1.5.2 拉曼光谱17-18
• 1.5.3 X射线电子衍射18-19
• 1.5.4 透射电子显微镜19
• 1.5.5 X射线光电子能谱19-20
• 1.6 本文研究内容20-21
• 第二章 电化学噪声技术21-28
• 2.1 散粒噪声理论21-24
• 2.2 希尔伯特-黄变换24-26
• 2.3 混沌分析26-28
• 第三章 高温高压水中不锈钢腐蚀的电化学噪声研究28-49
• 3.1 引言28
• 3.2 高温测试系统及实验技术28-29
• 3.3 温度对304不锈钢在高温高压水环境中腐蚀过程的影响29-36
• 3.3.1 电化学噪声分析29-32
• 3.3.2 氧化膜成分分析32-36
• 3.4 pH对304不锈钢在高温高压水环境中腐蚀行为的影响36-47
• 3.4.1 电化学噪声分析36-43
• 3.4.2 氧化膜形貌分析43
• 3.4.3 氧化膜成分分析43-46
• 3.4.4 304不锈钢在不同pH的高温高压水环境中腐蚀机理46-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第四章 高温高压水中碳钢管道的现场腐蚀检测49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 电化学噪声传感器的研制49-51
• 4.2.1 参比电极和对电极的选择制作49-50
• 4.2.2 高温高压电化学噪声检测传感器的组装和密封50-51
• 4.3 现场测试环境以及测试系统51
• 4.4 不同温度压力下碳钢管道的电化学噪声监测51-59
• 4.4.1 电化学噪声分析51-59
• 4.4.2 电化学噪声传感器稳定性分析59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 全文总结60-61
• 参考文献61-67
• 发表论文和参加科研情况说明67-68
• 致谢68-69

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本文编号：721397