Poukisa 316 Nerjaveèi asye djenn tib chofaj elektrik ak Mill-sifas rkwit depase fini marinated oswa electropolished nan gwo -tanperati segondè-pite sèvis oksidasyon dlo pi wo pase 250 degre?

Chwazi fini sifas 316 djenn asye pur nan sistèm ki sijè a dlo tanperati ki wo, tankou réacteurs supercritical oksidasyon dlo (SCWO), sikui oksilyè nan raktor dlo presyon (PWR) ak ultra-supercritical chodyè chofaj feedwater, mande pou ranvèse konesans jeni konvansyonèl korozyon. Sifas electropolished oswa marinated bay pi bon rezistans pitting nan klori tanperati ki ba ki gen likid, lè yo elimine patikil fè entegre ak defo fim pasif. Sepandan, nan tanperati ki pi wo a 250 degre nan dlo pite segondè (konduktivite < 0.1 µS / cm, oksijèn ki fonn < 10 ppb) mekanis korozyon an chanje soti nan twou lokalize nan oksidasyon laj ak posib estrès korozyon krak. Mens, chromium-fim pasif ki rich ki fòme espontaneman sou sifas moulen-rekwit (yo jwenn pa recuit final nan yon atmosfè kontwole oswa lè ki te swiv pa lè refwadisman) gen pi bon adezyon, estabilite tèmik ak rezistans nan spallation pase atifisyèlman epesè oswa chimikman modifye kouch oksid sa yo ki te jwenn nan kondisyon sa yo pickling oswa electropolishing. Papye sa a mezire konpòtman oksidasyon 316 djenn asye pur ak twa fini sifas diferan nan 280-320 degre nan dlo pite segondè deaerated epi li bay enfòmasyon seleksyon fini pou aplikasyon pou dlo nikleyè ak superkritik tanperati ki wo.

Mekanis fòmasyon fim oksid varye ak preparasyon sifas yo
Depo oksid natif natal sou 316 asye pur ap grandi pa plizyè mekanis depann sou preparasyon an sifas apre fòmasyon tib final la. Yon tretman chalè final fèt nan yon anviwònman oksidasyon (lè oswa yon melanj reglemante nan nitwojèn ak tras oksijèn) nan 1010-1120 degre ak sifas moulen -rekwit la refwadi nan yon vitès ki jenere yon oksid duplex nan apeprè 50-150 nm nan epesè. Kouch eksteryè a se sitou oksid fè (Fe₂O₃ ak Fe₃O₄ - ematit ak mayetit, respektivman) tandiske kouch enteryè a se moun rich nan chromium (Cr₂O₃ oswa FeCr₂O₄ spinèl). Ksid sa a grandi nan tanperati ki wo ki mennen nan yon lasi pafè matche ak metal ki kache a ak yon tansyon rezidyèl ki ba nan kontak metal la-oksid.

Sifas marinated yo trete ak yon melanj de asid nitrique ak asid fluoridrik apre recuit. Ksid tanperati ki wo a konplètman retire pa melanj asid la kite metal fè. Lè sa a, metal la pasivasyon espontaneman nan lè a nan tanperati anbyen, jenere yon oksid ki pi mens (1.5-3 nm) ki se prensipalman chromium-rich ak anpil fè. Fim pasif mens sa a trè pwoteksyon kont atak klori nan tanperati ki ba, men li pa posede estabilite tèmik ki nesesè yo ak epesè pou sèvis oksidasyon dlo wo-tanperati.

Elektwopolis se dissolution anodik nan sifas nan yon elektwolit (anjeneral yon melanj de asid fosfò ak silfirik) ki fonn yon kouch mens metal (20-50 µm) epi ki pwodui yon sifas lis, briyan ak yon fim pasif ki sanble ak sa ki nan sifas marinated men menm plis chromium -anrichi. Sifas electropolished la posede sifas ki pi ba (Ra osi ba ke 0.1 µm) ak pi wo rapò chromium -a{-fè nan fim nan pasif, tipikman 1.8-2.2, konpare ak 1.2-1.5 pou sifas marinated ak 0.8-1.0 pou sifas moulen-annealed.

Konpòtman Oksidasyon Dlo Tanperati Segondè nan 280-320 degre
Controlled corrosion tests were performed in recirculating high-purity water loops (0.06 µS/cm conductivity, 5 ppb dissolved oxygen, pH 6.5 at 25℃, flow velocity 0.5 m/s) at 300℃ for up to 5000 hours. Measures of weight increase and the characterisation of the oxide coating by grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD) and scanning electron microscopy give comparable data.

Sifas Fini Inisyal Rugosité Sifas Ra (µm) Epesè oksid nan 5000 èdtan nan 300 degre (µm) Spallation oksid (pèdi pwa akòz ekaye, mg/cm²) Pèt metal (penetrasyon µm) Faz oksid dominan Mill-recuit (lè refwadi) {48} – 1 {40} – 6 –1.<0.05 0.8 – 1.2 Spinel (FeCr2O4) + haematite
Magnetit (Fe₃O₄) Kwòm apovri marinated (HNO₃/HF) 0.4 – 0.8 2.2 – 3.1 0.12 – 0.25 1.6 – 2.4
Electropolished 0.1 – 0.3 2.8 – 3.8 0.30 – 0.55 2.1 – 3.0 Kwòm-nodil rich ki entegre nan yon matris mayetit
Mill-rekwit + pòs-polis (mekanik pou Ra 0.2 um) 0.2 - 0.3 1.4 - 2.0 0.06 - 0.10 0.9 - 1.4 Spinèl + minè mayetit
Se oksid ki pi mens ak ki pi adezif la toujou pwodui sou sifas moulen-rekuit apre yon peryòd tan ki wo ekspoze nan dlo. Distenksyon prensipal la se estrikti inisyal la nan oksid yo. Ksid moulen tanperati ki wo -la bay yon modèl ki ankouraje fòmasyon yon faz spinèl dans, kontinyèl (FeCr₂O₄) pandan sèvis nan lavni. Koyefisyan ekspansyon tèmik (CTE) nan spinèl se alantou 8.5 × 10⁻⁶/K, ki se yon bon matche ak CTE nan 316 Nerjaveèi asye (16 × 10⁻⁶ / K nan 300 degre an tèm de chanjman dimansyon, men kristalograf konpatib). Nan contrast, sifas marinated ak electropolished rezilta nan fòmasyon nan mayetit (Fe3O4) ki gen yon CTE nan ~ 12 × 10-6 / K, ki pwovoke plis estrès tèmik pandan monte bisiklèt tèmik ak ogmante tandans spallation.

Estrès Kowozyon Krak Sensibilite nan Dlo Tanperati segondè
Kòmansman estrès korozyon krak (SCC) nan asye pur 316 nan gwo -pite dlo nan 300-350 degre byen -dokimante nan anviwònman an bouyi dlo raktor (BWR) epi li se fòtman afekte pa fini sifas anplis oksidasyon jeneral. Yo te teste espesimèn U-koube ak chak fini sifas pa tès vitès souch dousman (SSRT) nan 300 degre nan dlo dezeere (oksijèn ki fonn 20 ppb). Yo te mezire pwofondè krak ak tan pou kòmanse krak SCC.

Sifas Fini Tan pou SCC Inisyasyon (èdtan, 300 degre) Pwofondè krak Apre 2000 èdtan (µm) Estrès Sifas Rezidyèl (MPa) Mòfoloji krak
Mill-annealed >3000 (pa gen okenn inisyasyon obsève) 0 Okenn +25 (konpresyon)
Mariné 1800 – 2400 50 – 90 Entègranulè, branch +10 (tansyon)
Elektwopolis 1100 – 1600 120 – 200Transgranulaire, byen file +50 rive +80 (tansyon)
Electropolishing rezilta nan yon ogmantasyon nan tansyon an rezidyèl estrès nan kouch sifas la akòz disolisyon diferans nan metal la ensiste ak unstressed. Ensiste sa yo tensile (anjeneral 50-80 MPa) yo ajoute nan estrès aplike ak tèmik, ki mennen nan ensidan an nan SCC. Pickling jeneralman rezilta nan sifas yo te prèske net oswa yon ti kras konprese, pandan y ap moulen recuit souvan rezilta nan sifas nan yon eta estrès konpresiv twò grav akòz pwodiksyon an nan oksid pandan refwadisman. Rezistans moulen an-annealed djenn nan inisyasyon SCC sou sifas marinated ak electropolished nan tanperati ki wo, dlo pite segondè, se atribiye nan prezans nan oksid spinèl ki estab an konjonksyon avèk estrès konpresiv rezidyèl.

Aplikasyon-Chwa Fini espesifik pou Sèvis Dlo Tanperati segondè-
Matris desizyon sa a pou chwazi fini sifas pou 316 djenn asye pur, kòm yon fonksyon nan tanperati opere, pwòpte nan dlo a ak pwosesis la espere korozyon dominan yo bay.

Tanperati Fonksyònman ( degre ) Pite Dlo / Chimi Mekanis Kowozyon Dominan Rekòmande Fini Sifas Justifikasyon < 100 Nenpòt nivo klori Piti, fant Poli oswa marinated Rezistans pitting maksimòm Oksidasyon neglijab
100 – 200 < 50 ppm klori Pitting + modere oksidasyon marinated oswa mekanikman poliEkilibre, anpeche electropolish > 180 degre 200 – 250Segondè pite (< 0.5 µS/cm) Oxidation + possible SCS Mill-annealed or mill-annealed + light mechanical polished Transition zone; mill-annealed preferred
250 – 350 Klas nikleyè pite segondè Jeneral oksidasyon + SCCElectropolish ak pickle kontr, sèlman moulen-recuit
350 – 500 (H2O superkritik) Nenpòt pite Spallation, kwasans oksid epè Gwosè grenn reglemante, moulen annealed Adhesion oksid pi pito esansyèl grenn koryas
Nenpòt tanperati Klorur > 500 ppmPitting kèlkeswa fini Upgrade nan super-austenitic oswa Ni alyaj 316 Nerjaveèi pa akseptab
Pou sistèm oksilyè nan réacteurs dlo pwesyon (nòmal fonksyònman tanperati 280-320 degre) ak reyaktè oksidasyon dlo superkritik (400-600 degre), espesifikasyon yo ta dwe klèman endike mill-fini sifas rkwit ki pa gen okenn adisyonèl marinated oswa electropolishing. Recuit final la dwe nan lè oswa nan yon atmosfè oksidan kontwole epi yo dwe swiv pa lè refwadisman nan tanperati chanm. Pa gen okenn netwayaj asid dwe fèt apre rkwit eksepte pou retire kontaminasyon brit ki ta dwe akonpli pa netwayaj asid alkalin oswa asid asid pa atake oksid baz la.

Lang spesifikasyon pou aparèy chofaj dlo tanperati ki wo (pratik)
Lè kòmande 316 asye pur gaine tib chofaj elektrik pou itilize pi wo a 250 degre nan dlo pite segondè, enjenyè yo dwe presize estanda sa yo fini. Sifas djenn lan dwe nan kondisyon moulen-rekwit jan yo pwodui nan pwosedi final tib la. Sifas djenn ekstèn lan pa dwe marinated, electropolished oswa chimikman eklere apre recuit final la. Si yo bezwen netwayaj apre-rekwit pou retire grès machin oswa mak manyen, sèlman detèjan alkalin twò grav oswa solisyon asid asid 5-10% nan tanperati ki pi ba pase 50 degre yo ka itilize, epi netwayaj la pa dwe retire oksid natif natal ki wo-tanperati a. Founisè a dwe anrejistre anviwònman an recuit final la (lè oswa nitwojèn ak 2–5% oksijèn) ak to refwadisman (lè refwadi, pa dlo etenn). Brutalizasyon sifas la dwe Ra 0.5-1.5 µm. Fini ki pi dous pase Ra 0.4 µm yo pa akseptab paske yo se rezilta polisaj mekanik oswa chimik ki retire oksid moulen benefisye. Pou aplikasyon ki enplike sik tèmik ki pi gran pase 1000 sik ant anbyen ak 300 degre, moulen an rkwit dwe tou sibi yon tretman pre-oksidasyon (500 èdtan nan 300 degre nan vapè oswa dlo ki wo pite) anvan asanble final la, ki pi lwen estabilize spinèl la. Si enjenyè yo rejte chwa abityèl sifas electropolished nan sèvis klori tanperati ki ba-epi presize fini moulen-rekuit nan dlo ki gen gwo-tanperati pite, sèvis djenn yo ka jwenn plis pase 50,000 èdtan nan kondisyon kote aparèy chofaj poli yo echwe ak oksid nan espas 000010.