新兴铸管股份有限公司
Xinxing Ductile Iron Pipes Co.
国家材料腐蚀与防护科学数据中心分中心-智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
Intelligent Ductile Iron Pipe-Corrosion Resistant Steels Data Center
中文 | Eng 管理后台 数据审核 登录 反馈
长见识!原来高温水也是有很强腐蚀性的!
2020-05-25 14:47:38 作者:本网整理 来源:瀚海狼山

640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

前两天瀚海狼山(匈奴狼山)的推文中曾经谈到过,核潜艇和核电站的压水堆都会产生一些危险性很高的氢气。因此都需要定期的除氢。而压水堆产生氢气的一个重要的根源就是包裹核燃料的锆锡合金,会和冷却剂发生锆水反应。这在一回路直接用水做冷却剂的反应堆中更明显,这样就会产生大量的氢气。那么问题也就来了,既然用锆合金当铀燃料块的包裹外壳有这样危险的副作用。为何不直接让燃料块接触高压水,这样不是方便快捷又安全了吗?实际上这么做更不行。原因居然是高温水可以直接腐蚀铀燃料,而导致反应堆出现更大的风险。中学时代学的知识,都知道强酸和强碱会有很强的腐蚀性。而纯水是一种PH值基本为中性的液体,是没有腐蚀性的。其实这种知识仅仅限于基础性的化学常识。


一旦到了高温高压的核反应堆中,高温水的腐蚀性其实是很厉害的。这里就要首先理解,什么是腐蚀性的本质这个问题。腐蚀性说到底,是指金属与环境间的物理和化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属内环境及其构成系统受到损伤的现象。腐蚀可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。腐蚀其实是一种物理电化学变化,腐蚀分很多情况,如硫酸的是将被腐蚀物体中的氢原子和氧原子以2:1的比例脱出,因水H?O的分子中H、O的比例恰恰为2:1,故硫酸的腐蚀性又称脱水性。实验室中常见的腐蚀性物质有硫酸、硝酸、氢氯酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸等;还有由1体积的浓硝酸和3体积的浓盐酸混合而成的王水等最强酸性腐蚀液体,连黄金都可以被王水完全腐蚀消失。还有NaOH等碱性腐蚀品,这些物质都十分危险,接触时必须注意保护措施!


腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类 。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀,干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水,化工生产中也经常处理各种水溶液,因此湿腐蚀是最常见的,但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极区和阴极区隔离的腐蚀电池,金属在溶液中失去电子,变成带正电的离子,这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接触水溶液的金属表面,电子有大量机会被溶液中的某种物质中和。中和电子的过程是还原过程,即阴极过程。随着腐蚀过程的进行,在多数情况下,阴极或阳极过程会受到阻滞而变慢,这个现象称为极化,金属的腐蚀随极化而减缓。由此可见,水在大多数情况下,会扮演湿腐蚀中“中介角色”。比如纯硫酸,没有水参与,腐蚀性反倒会下降。

640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

而纯水本身,在高温高压下,却可以直接腐蚀金属,也具备了强腐蚀性。这是多数课本都没讲到的。而包裹核燃料的锆锡合金,具有良好的耐高温水腐蚀性能,是压水堆燃料元件这一核心部件的包壳材料。在民用核电站和核潜艇上都要用到。由于锆合金和水是不断反应消耗的,因此一个100万千瓦的核电站机组,18个月内就要消耗20吨的锆锡合金。目前谁谁家已经基本解决了锆合金进口替代的问题,这也是相当大的技术进步。

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

相关文章
无相关信息

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心