316NG不锈钢在高纯水环境中的腐蚀行为

反应堆主管道是一回路冷却剂循环的主要通道，是冷却剂压力边界，承担着容纳冷却剂和传输热量的核心功能，而且承受着高温、高压、高流速水的腐蚀作用。因此，材料的耐蚀性是主管道材料应用性能的主要评价指标之一。 

　　控氮00Cr17Ni12Mo2不锈钢（316NG不锈钢）作为新一代主管道用材，因添加了钼和氮元素，大大提高了材料的抗氯离子腐蚀能力，降低了点蚀和应力腐蚀开裂敏感性，具有强度高、塑韧性好、综合性能优异等特点。目前，对于316NG不锈钢的长周期耐腐蚀性能研究比较少。为此，中国核动力研究设计院的研究者研究了316NG材料在高纯水环境中长时间的腐蚀行为。 

　　材料取自316NG不锈钢主管道直管段，试样尺寸为30mm×20mm×3mm，两端各有一个Φ3mm的挂样孔。试验采用4L静态高压釜，试验温度（300±3)℃、饱和蒸气压，腐蚀环境为除氧高纯水，腐蚀周期分别为168,500,1000，2000，3000h。 

　　依次采用120～600号的水磨砂纸打磨试样，去掉原始金属表面；然后对试样进行清洗、干燥，称量，测量尺寸，记录数据；试样放入高压釜中，倒入高纯水2500mL，关釜，升温，当温度升至114℃时，除氧，然后设定温度为300℃，继续升温，达到设定温度后计时。腐蚀试验结束后取出试样，清洗、脱水、干燥、称量，待脱模使用；更换溶液，清洁高压釜内壁，放入其余试样，重新升温、除氧，开始下一周期试验。 

　　随着复试时间的延长，316NG不锈钢的平均腐蚀速率急剧下降。这是因为在腐蚀初期，氧化膜的生长受金属的氧化反应控制，导致短时间内由腐蚀产生的质量损失增大；随着腐蚀时间的延长，铁、铬和镍等金属离子向外扩散和氧发生反应，在表面形成铁铬镍的氧化物，阻碍了金属基体与氧接触而发生进一步的腐蚀反应，因此腐蚀速率明显减小。 

　　316NG不锈钢在高纯水环境中的平均腐蚀速率为0.05mm/a，随着腐蚀时间延长，其平均腐蚀速率急剧下降。 

　　316NG不锈钢腐蚀产物的晶粒细小致密，尺寸约为0.5μm，均匀分布在整个基体表面，腐蚀产物主要以耐蚀性强的Fe3O4、NiFe2O4、FeCr2O4、镍和铬氧化物及氢氧化物等形式存在；腐蚀产物中的（铬+镍）与铁的原子比大于基体中的，说明腐蚀产物主要为富铬镍而贫铁的氧化物，具有较好的耐蚀性。