不銹鋼在核工業中的應用
不銹鋼在核工業中的應用
核工業大量應用高純水,特別是以水作為冷卻和工作介質的沸水和壓水核反應堆中。由于高純水中Cl-和氧都很低(Cl-≤0.10ppm,[O]≤0.01ppm),不銹鋼在此種條件下的腐蝕率很小,<0.01mm/a。因此,水冷核反應堆中除核燃料包殼等少量材料外,大量選用不銹鋼,說水冷核反應堆是不銹鋼“堆”成的一點也不夸大。所選用的主要牌號為0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni11Ti等。
近些年來,控氮的Cr-Ni奧氏體不銹鋼,例如控氮的0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、00Cr17Ni14Mo2等大量用作堆內結構材料(法蘭、堆內各種支撐件等)和主管道材料。壓水堆蒸汽發生器管材雖然已選用高鎳耐蝕合金,但蒸發器隔板則選用0Cr13Al(AISI 405)鐵素體不銹鋼。在水冷反應堆乏燃料儲存裝置中,除耐高純水腐蝕外還要求具有熱中子吸收能力,為此含硼的Cr-Ni不銹鋼(如Cr18Ni10B )獲得了應用。
核工業一切以**為**條件,早期核工業用不銹鋼大量采用了進口不銹鋼,每個批次都進行嚴格的物理性能、化學成分的復檢,近年來國內不銹鋼產業迅速發展,國內各大鋼廠都能生產上等不銹鋼,已經大量應用于核工業。
不銹鋼在氨中的狀態決定于溫度,壓力,氣體濃度及鉻鎳的含量。現場實驗結果表明鐵素體或馬氏體不銹鋼的腐蝕率(蝕變金屬深度或滲碳深度)比奧氏體不銹鋼高,后者含鎳量越高耐蝕性越好。隨著含量增加腐蝕速度增加。
奧氏體不銹鋼在高溫鹵蒸氣中,腐蝕很嚴重,氟比氯的腐蝕作用更大。對高Ni-Cr不銹鋼而言,在干燥氣體中使用溫度上限,氟為249℃,氯為316℃。