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腐蚀科学与防护技术  2016, Vol. 28 Issue (3): 283-287    DOI: 10.11903/1002.6495.2015.166
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国内压水堆核电站设备材料应力腐蚀问题及安全管理
孙海涛,凌礼恭,吕云鹤,盛朝阳,高晨,王臣,马若群,张新,贾盼盼()
环境保护部核与辐射安全中心 北京 100082
全文: PDF(945 KB)   HTML
摘要: 

介绍了压水堆核电站机械设备材料 (包括奥氏体不锈钢和镍基合金) 应力腐蚀问题的国际及国内研究和工程现状,在分析国内压水堆核电站设备材料失效案例的基础上,对国内核电站设备材料应力腐蚀的预防、缓解和处理提出了建议。

关键词 应力腐蚀压水堆核电站一回路水应力腐蚀开裂奥氏体不锈钢镍基合金    
Key wordsstress corrosion    Pressurized water reactor nuclear power station    One loop water stress corrosion cracking    austenitic stainless steel    nickel-base alloy
    

引用本文:

孙海涛,凌礼恭,吕云鹤,盛朝阳,高晨,王臣,马若群,张新,贾盼盼. 国内压水堆核电站设备材料应力腐蚀问题及安全管理[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2016, 28(3): 283-287.

链接本文:

https://www.cspt.org.cn/CN/Y2016/V28/I3/283

图1  核电应力腐蚀的关键要素
图2  管道裂纹形貌
机组 设备部件 材料 失效情况 失效机理 处理措施
秦山一期 RPV顶盖贯穿件 Inconel 600 顶盖发现硼结晶 PWSCC 局部维修,并最终更换了顶盖
秦山一期 CRDM Ω焊缝及相邻母材 奥氏体不锈钢 发现硼结晶 SCC 局部维修+OVERLAY堆焊
秦山一期 一回路管道 奥氏体不锈钢(SUS 321TP) 母材坡口PT发现裂纹 SCC 更换管道
大亚湾 一回路管道弯头 奥氏体不锈钢 冷却剂渗漏并硼结晶 SCC 更换管道+扩大检查
岭澳1号机组 CRDM Ω焊缝及相邻母材 奥氏体不锈钢 发现硼结晶 SCC 更换CRDM+OVERLAY堆焊
秦山二期 一回路管道射线插塞及密封焊缝 奥氏体不锈钢 表面PT发现裂纹 SCC 更换管道+扩大检查
田湾1号机组 蒸汽发生器传热管 奥氏体不锈钢0Cr18Ni10Ti 传热管ET发现裂纹 氯致SCC 堵管+跟踪监督
秦山二期 换料水池 304L 不锈钢 PT发现裂纹[9] 氯致SCC 补焊
表1  国内PWR机组SCC失效案例
SCC要素 方法 改善前 改善后 主要的PWR部件和工艺
选材 母材 Inconel 600 Inconel 690
Inconel 800
RPV顶盖和底部贯穿件、SG传热管
Inconel 600 316SS
Z2CND18-12
稳压器测量仪表接管
X-750 CW316SS 控制棒导管支撑销钉
焊材 82和182合金 52和152合金 接管安全端用焊材
52M合金 OVERLAY堆焊用焊材
应力 工艺改进 设备和管道内壁打磨粗糙度控制
防止局部加工硬化
焊缝坡口精加工
非窄间隙焊 窄间隙焊 主管道窄间隙焊
改进型窄间隙焊
应力改善 表面拉应力 减少表面拉应力或 OVERLAY堆焊工艺
形成压应力 表面喷丸工艺
机械应力改善工艺(MSIP)
激光应力改善工艺(LSIP)
环境 水化学控制 一次侧系统水化学控制(如氧含量)
SG传热管二次侧水化学控制
设计改进 局部死水区 改善局部环境 CRDM密封焊缝排水改进
降低环境温度
添加物 一回路添加锌
表2  PWR机组SCC预防和缓解手段
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