Q345B直缝焊管在高温高压水中的应力腐蚀开裂行为

　　长期以来针对直缝焊管的研究一直占据主导地位，而对铁素体不锈钢的研究却起步较晚。与直缝焊管相比，铁素体不锈钢具有成本低，导热系数高、线膨胀系数小等优点。国外核电机组中高压加热器已普遍采用Q345B直缝焊管，并且取得良好的运行业绩。高压加热器是汽轮机发电机组中重要的辅机设备，性能和运行可靠性将直接影响发电机组整体运行的经济性和安全性。各种停运数据统计结果表明，换热器管泄漏在换热器故障停运中所占比重最大，而换热管应力腐蚀是造成管系泄漏最主要的原因。目前，有关铁素体不锈钢的组织及成形性能的研究较多，而对其力学行为等方面研究较少。目前大多采用U型弯或恒载荷试验方法研究铁素体不锈钢的SCC，该法存在试验周期长，且难以定量评定SCC敏感性的缺点。因此，目前关于铁素体不锈钢SCC敏感性的研究报道较少。为了进一步提高加热器的使用寿命及可靠性，同时在镍供应相对紧张及镍价高涨情况下，研究直缝焊管的腐蚀性能具有一定的现实意义。

　　中广核工程有限公司采用动电位极化研究Q345B直缝焊管在氯化钠溶液中的阳极极化行为和点蚀敏感性，采用慢应变速率试验研究其在高温高压水环境中的应力腐蚀行为，探讨温度对其应力腐蚀行为的影响规律。

　　试验材料选用Q345B直缝焊管，化学成分（质量分数，%）C0.0143，Mn0.262，P0.0252，S0.00148，Si0.179，Ni0.247，Cr17.84，Al0.0289，N0.0200，Ti0.278，Mo0.0148，Cu0.0794，余量为Fe。

　　采用线切割方法截取10mm的Q345B直缝焊管管段，对切割面进行打磨抛光处理后，采用王水+丙三醇溶液进行侵蚀，清洗干燥后用Axiovert200MAT金相显微镜观察试样的微观组织。试验结果表明：

　　（1）Q345B直缝焊管组织为典型的铁素体等轴晶，晶内和晶界都分布一定数量的细小碳化物。

　　（2）Q345B直缝焊管在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度随电位增加而逐渐增大，在0.18V附近电流密度急剧增大，达到点蚀击穿电位。

　　（3）Q345B直缝焊管在150℃、200℃、250℃的高温高压下的应力应变曲线基本相同，抗拉强度随温度的升高基本无变化。不同温度条件下的拉伸随温度的升高基本无变化。不同温度条件下的拉伸断口主要为韧性断口，微观形貌为不均匀的韧窝聚集，Q345B直缝焊管在高温高压水中应力腐蚀敏感度较低。

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