Page 59 - 理化检验-物理分册2022年第三期

李鸿远, 等: 某核电站安全厂用水系统奥氏体不锈钢仪表管泄漏原因

微生物 [ 8-9 ] 等影响, Z2CND1712 奥氏体不锈钢表面
钝化层会被 Cl 破坏而发生点蚀。同时, 焊接过程
-
会严重影响该材料的耐点蚀性能。常规的奥氏体不
锈钢焊接接头不同区域的点蚀敏感性从大到小依次
为热影响区、 母材、 焊缝。热影响区点蚀敏感性最大
的原因是在焊接过程中其表面形成了不具备保护功
能的贫铬氧化层 [ 10 ] , 常被称为“ 回火色” 区域, 回火
色颜色越深, 发生点蚀的可能性越大。在现场焊接
过程中, 很难避免该类材料表面产生一定程度的回
火色, 通常采用打磨和酸洗钝化的方式进行去除。
通过现场检查发现, 该批次 SEC 系统仪表管采
用氩弧焊进行焊接, 外壁由氩气保护, 内壁没有实施
保护气氛。在焊接过程中, 仪表管接头内壁的热影
响区形成了严重的回火色, 且没有进行打磨或酸洗
钝化。仪表管的泄漏位置位于焊缝热影响区, 内、 外
壁泄漏位置附近均有大量不同深度的点蚀坑, 其中
图 4 仪表管内、 外壁泄漏位置附近贯穿孔的显微组织形貌 内壁点蚀较为严重, 内壁点蚀坑在系统运行过程中
1.5 扫描电镜分析 不断扩展, 最终贯穿整个管壁, 导致仪表管泄漏。
采用扫描电镜( SEM ) 对该仪表管内壁 的凹坑 实际生产中, 为了避免不锈钢管道发生点蚀, 可
进行微观形貌观察。如图 5 所示, 该仪表管内壁凹 进行以下改善措施:
坑向内扩展, 凹坑底部可见明显的晶粒特征, 为典型 ( 1 )焊接时控制焊接工艺参数, 减轻热影响区

的点蚀坑特征形貌。 的回火色, 如减小焊接电流, 增加焊接速率, 在管道
内实施保护气氛, 焊后进行表面酸洗钝化处理;
( 2 )加强管道点蚀敏感区域的检查, 及时发现

和修复泄漏区域;

( 3 )重要区域的仪表管采用耐点蚀性能更高的
材料, 如超级奥氏体不锈钢 S31254 。
3 结论及建议

( 1 )核电站 SEC 系统仪表管泄漏的主要原因
是管道内壁焊接热影响区形成严重的回火色, 即贫
铬氧化层, 在海水中氯离子的作用下, 内部形成点蚀
坑, 点蚀坑不断扩展, 最终贯穿整个管壁, 导致仪表
管泄漏。
( 2 )建议通过优化焊接工艺来缓解不锈钢焊缝

处的点蚀敏感性, 加强监督, 及时发现和修复泄漏区
域, 重点区域管道采用更耐海水点蚀的材料。

参考文献:
图 5 泄漏仪表管内壁凹坑的 SEM 形貌
[ 1 ] 刘飞华, 任爱, 杨帆, 等 . 核电站海水冷却系统 的 腐 蚀
2 分析与讨论 与防 腐 蚀 设 计 [ J ] . 腐 蚀 与 防 护, 2007 , 28 ( 6 ): 313-
316.
点蚀是服役于海水环境中的奥氏体不锈钢最常 [ 2 ] 钟赵江, 张耀, 王芷芳 . 核电站海水系统对设备管道的
发生的局部腐蚀类型之一。受缝隙腐蚀、 污垢以及 腐蚀与防护[ J ] . 全面腐蚀控制, 2007 , 21 ( 3 ): 25-26.
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