实验室在“钝性及非钝性材料冲蚀机理”方面取得了新进展

2019-11-19 09:26



    冲刷腐蚀是核电循环冷却回路中管道和循环泵服役时不可避免的问题。尤其当冷却介质为含砂海水时,双相流冲刷腐蚀往往造成这些设备的提前损坏,影响冷却效率并造成安全隐患。钝性材料由于能在表面自发生成一层保护性的钝化膜,在侵蚀性环境中具有较好的耐蚀性能。这种薄而坚韧的氧化膜往往在冲刷条件下也有着意想不到的作用,使钝性材料与非钝性材料表现出不同的冲蚀行为及机理。


    为了研究钝化膜在钝性材料冲蚀下的重要作用,近期实验室多相流腐蚀课题组对两种典型材料即钝性材料304不锈钢和非钝性材料Q235碳钢在含砂的3.5%氯化钠溶液中的冲刷增强腐蚀作用进行了研究,并建立了两类材料的冲蚀规律图谱。该图谱可以用来推断钝性材料在不同流速冲蚀下钝化性能的变化及非钝性材料的阴阳极腐蚀行为。结果表明:在不含砂的溶液中喷射冲刷时,流速对非钝性材料阴极过程的影响要显著于对阳极过程的影响;钝性材料的钝化过程被冲刷加速,钝化电流密度与静态时的钝化电流密度值相近,不锈钢表面的钝化膜保持致密的结构且随着喷射冲刷的进行其点蚀电位增大。但当溶液中掺入砂粒后,冲刷流速对非钝性材料的阳极过程影响更为显著;对钝性材料的影响则更为复杂:低于冲蚀临界流速时其钝化行为与静态时相似;而高于临界流速冲刷时,钝化电流密度值相对于静态值增大了将近一个数量级,且自腐蚀电位向着负方向移动明显。本阶段研究表明研究钝性材料冲蚀临界流速是掌握钝性材料冲蚀机制的关键,也是冲刷腐蚀领域未来的重要研究方向。





Q235碳钢及304不锈钢在不含砂及含砂模拟海水不同流速冲刷下的理想阳极极化曲线及阴极极化曲线图


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