316NG不銹鋼在高純水環境中的腐蝕行為

反應堆主管道是一回路冷卻劑循環的主要通道，是冷卻劑壓力邊界，承擔著容納冷卻劑和傳輸熱量的核心功能，而且承受著高溫、高壓、高流速水的腐蝕作用。因此，材料的耐蝕性是主管道材料應用性能的主要評價指標之一。 

　　控氮00Cr17Ni12Mo2不銹鋼（316NG不銹鋼）作為新一代主管道用材，因添加了鉬和氮元素，大大提高了材料的抗氯離子腐蝕能力，降低了點蝕和應力腐蝕開裂敏感性，具有強度高、塑韌性好、綜合性能優異等特點。目前，對于316NG不銹鋼的長周期耐腐蝕性能研究比較少。為此，中國核動力研究設計院的研究者研究了316NG材料在高純水環境中長時間的腐蝕行為。 

　　材料取自316NG不銹鋼主管道直管段，試樣尺寸為30mm×20mm×3mm，兩端各有一個Φ3mm的掛樣孔。試驗采用4L靜態高壓釜，試驗溫度（300±3)℃、飽和蒸氣壓，腐蝕環境為除氧高純水，腐蝕周期分別為168,500,1000，2000，3000h。 

　　依次采用120～600號的水磨砂紙打磨試樣，去掉原始金屬表面；然后對試樣進行清洗、干燥，稱量，測量尺寸，記錄數據；試樣放入高壓釜中，倒入高純水2500mL，關釜，升溫，當溫度升至114℃時，除氧，然后設定溫度為300℃，繼續升溫，達到設定溫度后計時。腐蝕試驗結束后取出試樣，清洗、脫水、干燥、稱量，待脫模使用；更換溶液，清潔高壓釜內壁，放入其余試樣，重新升溫、除氧，開始下一周期試驗。 

　　隨著復試時間的延長，316NG不銹鋼的平均腐蝕速率急劇下降。這是因為在腐蝕初期，氧化膜的生長受金屬的氧化反應控制，導致短時間內由腐蝕產生的質量損失增大；隨著腐蝕時間的延長，鐵、鉻和鎳等金屬離子向外擴散和氧發生反應，在表面形成鐵鉻鎳的氧化物，阻礙了金屬基體與氧接觸而發生進一步的腐蝕反應，因此腐蝕速率明顯減小。 

　　316NG不銹鋼在高純水環境中的平均腐蝕速率為0.05mm/a，隨著腐蝕時間延長，其平均腐蝕速率急劇下降。 

　　316NG不銹鋼腐蝕產物的晶粒細小致密，尺寸約為0.5μm，均勻分布在整個基體表面，腐蝕產物主要以耐蝕性強的Fe3O4、NiFe2O4、FeCr2O4、鎳和鉻氧化物及氫氧化物等形式存在；腐蝕產物中的（鉻+鎳）與鐵的原子比大于基體中的，說明腐蝕產物主要為富鉻鎳而貧鐵的氧化物，具有較好的耐蝕性。