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1、10申请公布号CN101974773A43申请公布日20110216CN101974773ACN101974773A21申请号201010556105722申请日20101111C25D5/50200601C21D1/0920060171申请人山东电力研究院地址250002山东省济南市市中区二环南路500号72发明人邓化凌宋云京岳增武刘爽肖世荣74专利代理机构济南圣达专利商标事务所有限公司37221代理人张勇54发明名称一种提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法57摘要本发明涉及一种提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法。它可使传热管的抵抗应力腐蚀的能力得到大幅。
2、度提高。它先在INCONEL690合金传热管表面进行电镀铬工艺进行镀铬，然后采用激光辐照方法对镀铬层进行表面强化处理，从而提高INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀能力。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN101974778A1/1页21一种提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法，其特征是，它先在INCONEL690合金传热管表面进行电镀铬工艺进行镀铬，然后采用激光辐照方法对镀铬层进行表面强化处理，从而提高INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀能力。2如权利要求1所述的提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力。
3、的方法，其特征是，所述电镀铬工艺采用现有工艺，镀层厚度2060UM。3如权利要求1所述的提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法，其特征是，所述激光辐照方法的过程为采用固体YAG激光，激光平均功率300700瓦，波长106UM；对镀铬层进行激光扫描，激光扫描速度400500MM/MIN，光斑直径13MM，激光脉宽120MS，脉冲频率510HZ，在照射时采用氩气保护。权利要求书CN101974773ACN101974778A1/4页3一种提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法技术领域0001本发明涉及一种提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法。背景技。
4、术0002核电是一种安全、清洁、经济的新型能源，随着人类对能源需求的急剧增加，核电已成为重要的能源工业。蒸汽发生器是压水堆核电站的关键设备，其传热管一般用INCONEL690合金制造，也是最为薄弱的环节，尤其是应力腐蚀SCC和晶间腐蚀IGA引起管子破裂等问题十分突出。这类腐蚀的发生率相当高，并且腐蚀速率很快，往往需要非计划停堆来进行检查和修理，造成很大的经济损失。1999年美国电力研究所EPRI的调研数据表明，238座运行中的核电站蒸汽发生器有8546根传热管进行修理，约占管子总数的48左右。国外运行经验表明，大约3040的压水堆因为蒸汽发生器传热管损伤而影响正常运行、降低功率运行或被迫停堆。。
5、传热管的破损是由各类腐蚀造成的，其中，60的问题属应力腐蚀问题。0003蒸汽发生器一旦发生破损，造成一回路水损失，若补水不及时，会影响堆芯排热，甚至造成堆芯烧毁的严重后果。目前对泄漏的常见处理措施是堵管，当蒸汽发生器堵管数占总数的20时，通常就得更换蒸汽发生器，造成人力、财力的浪费，增加检修人员受放射性的危险。因此解决蒸汽发生器破管事故是关系到核电站的安全性及使核电站具有竞争性和生命力的关键问题。0004在对已有专利的检索中，发现了名为“一种环保的活塞环表面改性方法”的发明专利专利号1752293A，以下称“对比专利”，该发明采用物理气相沉积方法在活塞环表面镀铬加激光表面改性。但该专利采用的是。
6、物理气相沉积法，其加工工件尺寸受限，工件易变形，污染较重。发明内容0005本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法，它可使传热管的抵抗应力腐蚀的能力得到大幅度提高。0006为实现上述目的，本发明采用如下技术方案0007一种提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法，它先在INCONEL690合金传热管表面进行电镀铬工艺进行镀铬，然后采用激光辐照方法对镀铬层进行表面强化处理，从而提高INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀能力。0008所述电镀铬工艺采用现有工艺，镀层厚度2060UM。0009所述激光辐照方法的过程为采用固体YA。
7、G激光，激光平均功率300700瓦，波长106UM；对镀铬层进行激光扫描，激光扫描速度400500MM/MIN，光斑直径13MM，激光脉宽120MS，脉冲频率510HZ，在照射时采用氩气保护。0010本发明先在INCONEL690合金传热管表面进行电镀铬工艺进行镀铬，然后采用激光辐照方法对镀铬层进行表面强化处理，从而提高INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀说明书CN101974773ACN101974778A2/4页4能力。其具体操作步骤如下00111、INCONEL690合金传热管表面预处理先用汽油清洗三氯乙烯除油的方法对INCONEL690合金传热管表面进行清洗，并保持待镀面清洁。0。
8、0122、镀铬采用化学沉积方式电镀硬铬的方法，对INCONEL690合金传热管表面进行镀铬，所述电镀铬工艺采用现有工艺，镀层厚度2060UM。0013电镀铬工艺参数0014铬酐浓度200G/L0015温度范围50600016电流密度50A/DM20017镀层厚度2060UM。00183、激光表面强化采用固体YAG激光器对镀层表面进行扫描辐照，以使镀层组织均匀化。0019激光表面强化工艺参数0020固体YAG激光0021激光平均功率300700瓦，波长106UM0022激光扫描速度400500MM/MIN0023光斑直径13MM0024脉宽120MS0025脉冲频率510HZ0026辐照时采用氩。
9、气保护。0027为了验证该方法的效果，取压水堆核电站蒸汽发生器换热管INCONEL690合金棒材制备应力腐蚀试样，分别对原始试样和经过LSA处理的试样进行应力腐蚀试验，以检验INCONEL690合金传热管经过LSA处理后抵抗应力腐蚀的能力。0028先对试样进行表面清洗，然后对试样表面进行电镀铬，所述镀铬工艺采用现有工艺，镀层厚度40UM。再对镀层进行激光表面强化处理，所述激光辐照方法的过程为采用固体YAG激光，激光平均功率700瓦，波长106UM，激光扫描速度400MM/MIN，光斑直径2MM，激光脉宽48MS，脉冲频率7HZ，在照射时采用氩气保护。00291试验方法慢应变原始速率试验SSRT。
10、00302试验设备SCC1应力腐蚀试验机00313试验参数应变速率1106S1，试验介质50NAOH03SIO203NA2S2O3质量分数组成溶液，常温常压00324试验结果0033说明书CN101974773ACN101974778A3/4页500340035表中试样的延伸率0036RA试样的断面收缩率0037CGRSCC裂纹扩展速率0038ISCC敏感性指数应力应变曲线积分面积0039UTS最大应力0040可以看出，INCONEL690合金传热管经过电镀铬和激光表面强化处理后，其抵抗应力腐蚀的能力得到了显著提高。0041本发明的有益效果是用本发明提供的方法可对较细长的核电站蒸汽发生器换热管。
11、进行表面处理，工件无变形，且得到的激光处理镀铬层结构致密、气孔少、氧化物少、组织均匀，其抵抗应力腐蚀的能力显著提高。在与对比专利进行仔细比对后，认为本发明与对比专利存在以下显著区别00421对比专利采用的是物理气相沉积方法镀铬，而本发明采用的是化学沉积方法镀铬。00432对比专利采用的物理气相沉积方法，工件的尺寸很受限制，而本发明的电镀方法，工件尺寸不受限制，可用于尺寸较长的核电站蒸汽发生器换热管。00443对比专利采用的物理气相沉积方法对工件的热输入较大，会导致工件变形，不能用于细长的管件，而本发明采用的化学沉积方法没有热效应，工件无热变形，可用于尺寸较长，刚度较小的核电站蒸汽发生器换热管。。
12、00454对比专利的目的是提高活塞环的耐磨性，而其发明的主要创造性是突出方法的环保性，而本发明的目的是提高蒸汽发生器换热管INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀性。具体实施方式0046下面结合实施例对本发明做进一步说明。0047实施例10048本发明的提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法，它先在INCONEL690合金传热管表面镀铬，然后采用激光辐照方法对镀铬层进行表面强化处理，从而提高INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀能力。0049所述镀铬工艺采用现有工艺，镀层厚度20UM。0050所述激光辐照方法的过程为采用固体YAG激光，激光平均功率300瓦，波长106UM。
13、；对镀铬层进行激光扫描，激光扫描速度400MM/MIN，光斑直径1MM，激光脉宽1MS，脉冲频率5HZ，在照射时采用氩气保护。0051实施例20052本发明的提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法，它先在说明书CN101974773ACN101974778A4/4页6INCONEL690合金传热管表面镀铬，然后采用激光辐照方法对镀铬层进行表面强化处理，从而提高INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀能力。0053所述镀铬工艺采用现有工艺，镀层厚度40UM。0054所述激光辐照方法的过程为采用固体YAG激光，激光平均功率500瓦，波长106UM；对镀铬层进行激光扫描，激光扫描速。
14、度450MM/MIN，光斑直径2MM，激光脉宽48MS，脉冲频率7HZ，在照射时采用氩气保护。0055实施例30056本发明的提高INCONEL690合金传热管抗应力腐蚀能力的方法，它先在INCONEL690合金传热管表面镀铬，然后采用激光辐照方法对镀铬层进行表面强化处理，从而提高INCONEL690合金传热管的抗应力腐蚀能力。0057所述镀铬工艺采用现有工艺，镀层厚度60UM。0058所述激光辐照方法的过程为采用固体YAG激光，激光平均功率700瓦，波长106UM；对镀铬层进行激光扫描，激光扫描速度500MM/MIN，光斑直径3MM，激光脉宽20MS，脉冲频率10HZ，在照射时采用氩气保护。说明书CN101974773A。