[发明专利]一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法

说明书

本发明涉及材料腐蚀测试技术领域，公开了一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，包括以下步骤，制备待测试的中子吸收材料的样品；对样品进行前处理，并对样品进行称重与尺寸测量；设置测试工装，并将样品固定于测试工装上，测试工装能实现对样品的电偶腐蚀与缝隙腐蚀服役环境的模拟；制备腐蚀介质，腐蚀介质为硼酸水溶液；将固定有样品的测试工装置于腐蚀介质中进行腐蚀试验；腐蚀试验完成后，对样品进行后处理，并对样品进行称重与尺寸测量；其中，设置测试工装与制备腐蚀介质不分先后。上述方法可以模拟中子吸收材料的服役条件，对多种类型的腐蚀进行观测，从而对中子吸收材料在服役条件下的腐蚀性能进行全面的评定。

技术领域

本发明涉及材料腐蚀测试技术领域，尤其涉及一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法。

背景技术

核电站投入运行后将产生大量的乏燃料，需要使用中子吸收材料来保证乏燃料处于次临界安全状态并防止放射性物质释放到环境中，以确保乏燃料的安全。中子吸收材料及包含该材料的部件在乏燃料贮存水池长期服役过程中，受贮存介质影响会发生均匀腐蚀和局部腐蚀(主要为点蚀)。该材料及包含该材料的部件的服役时间以年计，计划服役寿命近70年。但防腐蚀性能差的部件经常发生锈蚀、肿胀等腐蚀行为，严重影响核工业与核电站的正常运行。而且该材料往往焊接安装于不锈钢等其他材料格架的内部，无法在服役过程中随时监测其腐蚀状态，往往在发生事故或严重变形后才能发现问题。而修理和换新装卸又将浪费大量的人力物力，且存在乏燃料的辐射风险，这些弊端和隐患一直制约着中子吸收材料的应用。因此，必须细致有效地对中子吸收材料及其产品进行耐腐蚀性能的评价。然而，公知的腐蚀试验测试标准与腐蚀试验文献大都基于普适的金属材料进行耐蚀评价，或者仅针对复合材料进行简单的腐蚀试验、加速腐蚀试验或电化学测试，即使有部分基于该中子吸收材料服役环境的耐腐蚀试验，也往往仅立足于其所处的硼酸水环境，未能针对其腐蚀产生的本质进行探索。显然，直接对乏燃料湿法贮存格架进行长期监测是最符合要求的测试方法。然而这一方法不具备操作性，首先贮存格架的价格昂贵，尺寸巨大，格架中装载的中子吸收材料不可见，且一些复合材料的基体合金耐腐蚀性能优秀，在乏燃料水池的条件下(35℃，含B2500ppm的硼酸水溶液)，预计一年内都不会发生明显的腐蚀。公知方法虽然大都采用与上述环境类似的测试条件，而且使用加温的方式加快腐蚀化学反应，也有文献指出在温度为90.5℃的上述环境下，预计能够将腐蚀速度增加25倍。但并没有将复合材料与其他金属配合的工作条件设计入内，也没有考虑安装缝隙及可能的划伤等因素对腐蚀的影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，模拟中子吸收材料的服役条件，对多种类型的腐蚀进行观测，从而对中子吸收材料在服役条件下的腐蚀性能进行全面的评定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，包括以下步骤，

S10制备待测试的中子吸收材料的样品；

S20对所述样品进行前处理，并对所述样品进行称重与尺寸测量；

S30设置测试工装，并将所述样品固定于所述测试工装上，所述测试工装能实现对所述样品的电偶腐蚀与缝隙腐蚀服役环境的模拟；

S40制备腐蚀介质，所述腐蚀介质为硼酸水溶液；

S50将固定有所述样品的所述测试工装置于所述腐蚀介质中进行腐蚀试验；

S60所述腐蚀试验完成后，对所述样品进行后处理，并对所述样品进行称重与尺寸测量；

其中，步骤S30与S40不分先后。

作为上述技术方案的改进，制备所述样品的方法为：所述样品数量至少为4个，在中子吸收材料板材的头部、尾部、中部及边部分别取样，制得的所述样品为板状。