核级316LN不锈钢焊接接头在高温高压水中的腐蚀性能研究

doi:10.11902/1005.4537.2018.023

中国腐蚀与防护学报

2019, Vol. 39

Issue (2): 106-113 DOI: 10.11902/1005.4537.2018.023

研究报告

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核级316LN不锈钢焊接接头在高温高压水中的腐蚀性能研究

李兆登,崔振东,侯相钰,高丽丽,王维珍(

),尹建华

自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津 300192

Corrosion Property of Nuclear Grade 316LN Stainless Steel Weld Joint in High Temperature and High Pressure Water

Zhaodeng LI,Zhendong CUI,Xiangyu HOU,Lili GAO,Weizhen WANG(

),Jianhua YIN

The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, Ministry of Natural Resources, Tianjin 300192, China

全文: PDF(15506 KB) HTML

摘要:

利用扫描电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等分析手段并结合腐蚀增重测量，研究了核级316LN不锈钢焊接接头在高温高压水中的氧化膜变化情况和抗腐蚀性能。结果表明：随着腐蚀周期的增加，腐蚀增重先降低，随后缓慢增加至稳定状态；焊接接头表面氧化膜的主要成分为FeOOH，FeCr₂O₄和Fe₃O₄；316LN不锈钢焊接接头中焊缝区具有与母材区相当的耐均匀腐蚀性能。

关键词 ：不锈钢, 焊接接头, 腐蚀, 高温高压水, XPS

Abstract：

The corrosion performance of weld joints of nuclear grade stainless steel in high temperature and high pressure water was investigated by means of mass change measurement, scanning electron microscope (SEM), X-ray diffractometer (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results showed that, in the initial stage before 340 h, the weld joints suffered from mass loss with a relative high rate, then the mass loss turned to decrease gradually, finally the weld joint exhibited a little mass gain when the test reached 1080 h and hereafter the mass gain kept at a stale level. The oxide scale formed on the weld joints consisted of FeOOH, FeCr₂O₄ and Fe₃O₄ primarily. In conclusion, the weld seam of 316LN stainless steel exhibited an equivalent resistance to uniform corrosion as the base metal.

Key words： stainless steel weld joint corrosion high temperature and pressure water XPS

收稿日期: 2018-02-07

ZTFLH:

TG142.71

基金资助:国家重点研发计划(2017YFC0404100);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(K-JBYWF-2016-G4);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(K-JBYWF-2016-T04)

通讯作者: 王维珍 E-mail: wangweizhen1628@163.com

Corresponding author: Weizhen WANG E-mail: wangweizhen1628@163.com

作者简介: 李兆登，男，1987年生，硕士

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李兆登,崔振东,侯相钰,高丽丽,王维珍,尹建华. 核级316LN不锈钢焊接接头在高温高压水中的腐蚀性能研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2019, 39(2): 106-113.
Zhaodeng LI, Zhendong CUI, Xiangyu HOU, Lili GAO, Weizhen WANG, Jianhua YIN. Corrosion Property of Nuclear Grade 316LN Stainless Steel Weld Joint in High Temperature and High Pressure Water. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2019, 39(2): 106-113.

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2018.023 或 https://www.jcscp.org/CN/Y2019/V39/I2/106

表1 母材和焊接材料的化学成分

图1 316LN焊接接头宏观形貌图和试样取样位置

图2 316LN焊接接头焊缝区和母材区金相组织和局部取向差图

图3 核级316LN不锈钢焊接接头均匀腐蚀增重和腐蚀增重速率

图4 腐蚀不同时间时试样表面氧化膜典型形貌

图5 腐蚀不同时间后试样母材和焊缝区表面氧化膜形貌

表2 不同腐蚀时间下氧化物颗粒组成成分

图6 腐蚀不同时间后316LN焊接接头母材和焊缝区表面氧化膜XRD谱

图7 腐蚀360 h后316LN焊接接头母材和焊缝区表面氧化膜的XPS谱

图9 腐蚀不同时间后316LN焊接接头母材和焊缝区表面氧化膜的XPS谱

图8 腐蚀1440 h条件下316LN焊接接头母材和焊缝区表面氧化膜的XPS谱

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