Page 62 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

张志明, 等: 某核电站高温取样冷却器传热管开裂原因

道 [ 1-2 ] 。为找到该核电厂高温取样冷却器, 传热管的
开裂原因, 笔者对开裂的冷却器蛇形传热管进行了一
系列宏观观察、 金相检验、 化学成分分析、 硬度测试和
腐蚀产物分析, 并提出建议, 以期为核电站取样系统
冷却器的有效管理和安全稳定运行提供参考。

1 理化检验

1.1 宏观观察
对开裂的传热管进行观察, 去除腐蚀产物前后
宏观形貌如图1所示。可见顶部传热管外表面存在
一层较厚的红褐色腐蚀产物, 部分红褐色产物剥落
后可见褐色或黑褐色的内层腐蚀产物, 底部传热管
则呈金属光泽, 无腐蚀产物沉积。在传热管顶部内 图1 开裂传热管去除腐蚀产物前后宏观形貌

侧观察 到 一 处 肉 眼 可 见 裂 纹, 裂 纹 宽 度 最 大 为 Fi g 1 Macromor p holo gy ofcrackedheattransfertubebeforeand

afterremovin g corrosionp roducts a overallmor p holo gy

0.2mm , 去除外表面腐蚀产物后在体视显微镜下观
beforeremovin gcorrosion p roducts b mor p holo gyof
察, 可见一裂纹沿与传热管径向呈 30° 夹角方向扩 crackin gbeforeremovin gcorrosion p roducts c crack

展, 裂纹长度约9.3mm , 同时可见管壁外表面凹凸 mor p holo gy afterremovin g corrosion p roducts
不平, 存在大量浅的沟槽、 凹坑。 限; 由图2c ) 和2d ) 可见, 管壁外表面有明显的微小
1.2 扫描电镜及能谱分析 沟槽和孔洞; 由图 2e ) 和图 2f ) 可见, 裂纹末端有明
采用扫描电镜( SEM ) 对去除腐蚀产物前后的 显的二次分叉裂纹。对去除腐蚀产物前的传热管 A
传热管外表面顶部进行分析, SEM 形貌如图 2 所 和 B两处进行能谱( EDS ) 分析, 结果如图3所示, 可
示。由图2a ) 和2b ) 可见, 表面沉积的腐蚀产物较为 见腐蚀产物主要含有氧、 磷、 钙、 铁等元素, 元素含量
疏松, 致密性较差, 因此对传热管基体的保护作用有 存在差异。

图2 去除腐蚀产物前后开裂传热管顶部外表面不同位置的SEM 形貌

Fi g 2 SEM mor p holo gyofdifferentp ositionsontheto poutersurfaceofcrackedheattransfertubebeforeandafterremovin gcorrosion

p roducts a mor p holo gy beforeremovin g corrosion p roductsatlowma g nification b mor p holo gy beforeremovin g corrosionp roducts

athi g hma g nification c mor p holo gy afterremovin g corrosion p roductsatlowma g nification d mor p holo gy afterremovin g corrosion

p roductsathi g hma g nification e mor p holo gy ofcrackin g area f mor p holo gy ofcrackti p
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