元件包壳材料锆合金的腐蚀

一、锆合金包壳的常见腐蚀类型
水侧均匀腐蚀：锆合金与冷却剂接触生成氧化膜，正常工况下致密氧化膜可保护基体，温度、氧含量升高会加速腐蚀，使氧化膜从致密黑色向疏松结构转变。
疖状腐蚀：是沸水堆中典型的局部非均匀腐蚀，形成直径0.5mm以上的白色氧化圆斑，在450℃以上高温、高溶解氧环境下会快速发展。
氢脆腐蚀：锆与冷却水反应生成的氢被基体吸收，析出脆性氢化物，易引发裂纹扩展，需将运行中的吸氢量控制在250~500μg/g以内。
应力腐蚀开裂：在芯块与包壳的机械接触应力，以及碘、铯等侵蚀性裂变产物共同作用下，包壳局部易出现开裂失效。
二、腐蚀防护与优化手段
成分优化：通过调整Nb、Mo、Cu等元素配比，研发出N36、N45等新型锆合金，大幅提升耐腐蚀性能。
表面涂层改性：在锆合金表面沉积铬基涂层，正常低氧工况下可形成致密Cr₂O₃保护膜，显著提升抗腐蚀和高温抗氧化能力。
工艺调控：控制轧制、退火参数，将第二相颗粒尺寸优化至70~90nm，可有效抑制疖状腐蚀的发生。
水化学管控：维持冷却剂低溶解氧环境（DO<10ppb），避免高氧工况下铬涂层发生氧化溶解，保障包壳长期稳定运行。

（请先登录或注册成为海川会员后查看）-... 登录查看全文