核電用不銹鋼 304、304L、316L誰(shuí)奪冠?
無(wú)錫不銹鋼板廠(chǎng)家無(wú)錫漢能不銹鋼2019年10月21日訊 我國(guó)核電廠(chǎng)的通風(fēng)凈化裝置多數(shù)是用奧氏體不銹鋼制造的。核電站的通風(fēng)凈化設(shè)備主要用于送、排風(fēng)系統(tǒng)中,可根據(jù)不同使用工況安裝不同類(lèi)型的空氣過(guò)濾單元。
用于實(shí)現(xiàn)空氣凈化,特別適用于受污染或有害氣體的送、排風(fēng)系統(tǒng),能有效地保護(hù)系統(tǒng)工作人員安全和周?chē)h(huán)境的衛(wèi)生。
奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、較好的抗輻照性能。但核電站大多建在沿海地區(qū),海水空氣濕度大,鹽分含量高,而氯離子是不銹鋼腐蝕的主要誘因之一。
為了保證核電廠(chǎng)通風(fēng)凈化系統(tǒng)的安全,提高奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性尤為重要。奧氏體不銹鋼材料的對(duì)比
奧氏體不銹鋼常溫和低溫下有良好韌性、塑性、焊接性和抗腐蝕性,具有抵抗化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕能力。核電站常用的不銹鋼有304、304L、和316L。
304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼,它廣泛用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設(shè)備和機(jī)件。304不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。
304L不銹鋼是含碳量比較低的304不銹鋼的變種,用于需要焊接的場(chǎng)合。較低的含碳量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境產(chǎn)生晶間腐蝕。因此304L不銹鋼的抗晶間腐蝕的能力優(yōu)于304不銹鋼。
316L不銹鋼又稱(chēng)鈦鋼,添加Mo(2~3%),可以提高鈍化膜的穩(wěn)定性。316L不銹鋼具有優(yōu)秀的耐點(diǎn)蝕性和耐晶間腐蝕性,還具有良好的耐氯化物侵蝕的性能,在海洋環(huán)境或侵蝕性工業(yè)大氣中的抗腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼和304L不銹鋼。
從抗腐蝕性能上來(lái)說(shuō)316L不銹鋼>304L不銹鋼>304不銹鋼低碳不銹鋼又優(yōu)于同鋼號(hào)的普通不銹鋼。加Ti、Mo或固溶處理是預(yù)防不銹鋼點(diǎn)蝕的主要方法。海洋環(huán)境對(duì)核電用奧氏體不銹鋼腐蝕的影響
海洋環(huán)境的腐蝕特點(diǎn)
不銹鋼在一般的空氣或淡水環(huán)境中發(fā)生腐蝕,表面會(huì)形成一層致密的氧化膜,使鋼鐵腐蝕過(guò)程受到抑制。
海洋環(huán)境的空氣氯離子含量較高,而氯離子很容易置換氧化膜中的氧破壞氧化膜,這就使在一定濃度的氯離子環(huán)境下很難建立穩(wěn)定的鈍態(tài)。
而不銹鋼中的鉬,可降低氯離子對(duì)鈍化膜的破壞。隨著氯離子在設(shè)備上的積累,氯離子的濃度會(huì)越來(lái)越高,對(duì)不銹鋼的腐蝕性會(huì)原來(lái)越大。點(diǎn)腐蝕
點(diǎn)蝕是金屬表面相對(duì)集中在一個(gè)很小部位的局部腐蝕。
在真正的點(diǎn)蝕前,不銹鋼表面的保護(hù)性氧化層中先形成直徑幾個(gè)微米的微型凹陷,這種微型凹陷的迅猛增加是造成不銹鋼大規(guī)模腐蝕的原因。
不銹鋼經(jīng)過(guò)表面的酸洗鈍化后,形成CrO3或Cr2O3氧化膜,使得不銹鋼發(fā)揮最大的耐腐蝕性,有效阻擋了腐蝕性介質(zhì)的侵蝕和破壞。
核電廠(chǎng)不銹鋼設(shè)備發(fā)生腐蝕的情況一般是點(diǎn)蝕,發(fā)生點(diǎn)蝕的部位一般出現(xiàn)在縫隙、劃傷表面等鈍化膜被破壞的表面。若不銹鋼表面潮濕且含有氯離子,則可以在局部形成強(qiáng)酸溶解鈍化膜,破壞穩(wěn)定的鈍化狀態(tài),導(dǎo)致大面積的腐蝕。晶間腐蝕
晶間腐蝕是金屬腐蝕的一種常見(jiàn)的局部腐蝕,腐蝕從金屬表面開(kāi)始,沿著金屬晶粒間的分界面向晶粒內(nèi)部擴(kuò)展,使晶粒間的結(jié)合力大大減弱。
它是一種選擇性腐蝕,沿晶界深入金屬內(nèi)部,這種腐蝕使金屬在外表面上看不出任何跡象的情況下,卻能使材料喪失其力學(xué)性能,甚至使材料完全失去強(qiáng)度,它是危害性很大的局部腐蝕形式之一。
核電站通風(fēng)凈化設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,氯離子積累到一定程度就會(huì)導(dǎo)致不銹鋼殼體的晶間腐蝕。受到這種腐蝕的不銹鋼,表面上不出任何腐蝕或是損壞,但不銹鋼內(nèi)部的晶界區(qū)已遭受破壞。
腐蝕達(dá)到一定程度就會(huì)造成構(gòu)件或設(shè)備的破壞,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響整個(gè)核電站的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。耐腐蝕防護(hù)方法
在海洋環(huán)境下,海水空氣濕度大,鹽分含量高??諝庵杏坞x狀態(tài)的氯離子成為不銹鋼腐蝕的主要誘因之一。通過(guò)研究海洋環(huán)境對(duì)核電用奧氏體不銹鋼腐蝕的影響,并對(duì)比奧氏體不銹鋼材料性能,提出以下方法來(lái)提高所用不銹鋼材料的抗腐蝕性。
1、對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行酸洗鈍化。
通過(guò)酸洗鈍化使其表面覆蓋極薄且致密的鈍化膜,通過(guò)鈍化膜把腐蝕介質(zhì)隔離,形成奧氏體不銹鋼的基本且主要的保護(hù)屏障。
2、避免鹵素離子集中。
在通風(fēng)系統(tǒng)的入風(fēng)口設(shè)置干燥器或除霧器,盡可能地減少進(jìn)入通風(fēng)系統(tǒng)的氯離子的含量,從而降低附著在通風(fēng)設(shè)備不銹鋼表面氯離子的濃度,以減輕奧氏體不銹鋼的腐蝕程度。
3、在通風(fēng)系統(tǒng)中入口處設(shè)置鈍化劑添加接口,向通風(fēng)系統(tǒng)中添加低濃度的硝酸鹽或鉻酸鹽,以抑制氯離子吸附在金屬表面,防止氯化物離子吸附而早造成點(diǎn)蝕或晶間腐蝕。
4、盡量選用316L不銹鋼。含鉬2%~4%的奧氏體型不銹鋼具有良好的耐點(diǎn)蝕性能。使用含鉬奧氏體型不銹鋼可顯著減少點(diǎn)蝕或晶間腐蝕。
5、光亮退火處理。提高鈍化膜在氯離子環(huán)境下穩(wěn)定性,提高耐腐蝕性。