如何采用增重法评定310S不锈钢在超临界水环境中均匀腐蚀性能

  针对超临界水中腐蚀后310S不锈钢表面膜存在脱落、溶解等现象的报道，候选包壳材料310S不锈钢的腐蚀动力学规律将同时采用增重法和减重法进行综合评价。采用增重法评价腐蚀动力学规律时，发现几种温度和压力条件下，310S不锈钢的重量变化均为正值；且随温度升高，腐蚀增重量也在增加；但随时间增加，可出现不同程度的波动或减重现象，尤其是在380℃、650℃条件下的波动更大，说明材料氧化膜有剥落、溶解或点蚀现象，验证了已有文献报道。

  310S不锈钢试样在290℃/15MPa亚临界水中经不同时间的腐蚀增重见图所示，并与几种其他常用核电结构材料进行了对比。可知，310S重量先减后增，1200h后趋于稳定，腐蚀速率小于5mg/dm2，具有较好的抗腐蚀性能。Cr、Ni含量最低的347不锈钢试样的抗腐蚀性能较差。

   310S不锈钢试样在380℃/25MPa拟临界水中经不同时间的腐蚀增重见图所示，并与几种其他常用核电结构材料进行了对比。可知，310S试样重量变化无明显规律，并处于其他几种材料的中等水平；试验进行到1200小时左右，出现了减重现象。由于均匀（全面）腐蚀带来的重量变化是氧化带来的重量增加和氧化物溶解或脱落带来的重量减少的总和，一般而言，时间的增加和温度上升的过程中，会出现增加。由该图可知，310S不锈钢表面氧化膜发生了溶解或脱落现象，须关注表面膜的致密性和稳定性。

  310S不锈钢试样在550℃/25MPa超临界水中经不同时间的腐蚀增重见图所示，并与几种其他常用核电结构材料进行了对比。可知，310S试样增重较少，但有小量的持续波动。347不锈钢腐蚀增重大大高于其它材料。310S不锈钢试样在650℃/25MPa超临界水中经不同时间的腐蚀增重见图所示，并与几种其他常用核电结构材料进行了对比。可知，310S不锈钢在几种材料中具有最低的增重，腐蚀出现饱和现象。Cr、Ni含量较低的347不锈钢和316Ti不锈钢腐蚀增重大大高于其它材料，347在试验初期迅速增重，1800小时后却快速减重，可能是氧化膜发生了较大面积的脱落。 如浙江至德钢业有限公司研究人员所述，奥氏体不锈钢在超临界水中生成的氧化膜不够稳定，容易发生溶解和脱落，表现为腐蚀增重曲线上出现拐点。本试验再次得到验证，因此，须再采用失重法对310S不锈钢的腐蚀性能进行评价才更科学合理。