一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法
本专利技术涉及材料腐蚀测试
，尤其涉及一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术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。本专利技术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。作为上述技术方案的进一步改进，所述样品的厚度范围为1-10mm，所述样品的长度至少为25mm，所述样品的宽度至少为25mm。作为上述技术方案的进一步改进，所述前处理的方法为：用热水对所述样品进行清洗，或对所述样品的表面进行喷砂处理，且经过所述前处理后，所述样品的尺寸与外形保持不变。作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S20之前，还包括步骤S11：在所述样品的表面刻划出划痕，所述划痕的深度范围为0.3-1mm。作为上述技术方案的进一步改进，所述样品与所述测试工装之间至少包括：存在局部接触的第一测试区域，以及未直接接触而具有间隙的第二测试区域。作为上述技术方案的进一步改进，所述测试工装包括测试板，所述测试板的顶部设有若干深度不等的凹槽，所述样品固定于所述测试板的顶部，所述样品的底面与所述凹槽之间形成所述间隙。作为上述技术方案的进一步改进，所述测试工装包括顶板、底板、第一侧板与第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板相对，所述第一侧板上朝向所述第二侧板的一端设有第一凹部，所述第二侧板上朝向所述第一侧板的一端设有第二凹部，所述顶板固定于所述第一侧板与所述第二侧板的顶部，所述底板固定于所述第一侧板与所述第二侧板的底部，所述顶板、所述底板、所述第一侧板与所述第二侧板包围形成一个容置空间，所述容置空间包括相对设置且与外界连通的第一开口与第二开口。作为上述技术方案的进一步改进，所述样品置于所述容置空间内，且所述样品与所述第一侧板、所述第二侧板及所述顶板之间为间隙配合。作为上述技术方案的进一步改进，所述样品与所述第一侧板、所述第二侧板之间的间隙范围为1-2mm，所述样品与所述顶板之间的间隙范围为0-0.2mm。作为上述技术方案的进一步改进，所述腐蚀介质的温度至少为35℃，所述腐蚀试验的时间至少为100小时。作为上述技术方案的进一步改进，将固定有所述样品的所述测试工装置于流动的腐蚀介质中进行腐蚀试验。作为上述技术方案的进一步改进，所述后处理的方法为：用清水冲洗从所述腐蚀介质中取出的所述样品，去除所述样品表面的不牢固的腐蚀产物后进行干燥，再用浓硝酸清洗所述样品，去除所有腐蚀产物后对所述样品进行干燥。本专利技术的有益效果是：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。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术一个实施例中样品划痕示意图；图2是本专利技术一个实施例中第一种测试工装的俯视图；图3是本专利技术一个实施例中第一种测试工装的侧视图；图4是本专利技术一个实施例中第二种测试工装的顶板的俯视图；图5是本专利技术一个实施例中第二种测试工装的顶板的侧视图；图6是本专利技术一个实施例中第二种测试工装的底板的俯视图；图7是本专利技术一个实施例中第二种测试工装的底板的侧视图；图8是本专利技术一个实施例中第二种测试工装的第一侧板与第二侧板的侧视图；图9是本专利技术一个实施例中第二种测试工装的第一侧板与第二侧板的侧视图；图10是本专利技术中中子吸收材料耐腐蚀性能测试方法的流程图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本专利技术中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本专利技术各组成部分的相互位置关系来说的。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本
的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。本专利技术中提供的对中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法主要包括如下步骤：第一步：制备待测试的中子吸收材料的样品。将被测样品制为薄板状，其横截面优选形状为正方形或长方形。样品的厚度范围为1-10mm，优选厚度范围为2-4mm，样品的长度与宽度至少为25mm。样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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。

【技术特征摘要】
1.一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。2.根据权利要求1所述的中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，所述样品的厚度范围为1-10mm，所述样品的长度至少为25mm，所述样品的宽度至少为25mm。4.根据权利要求1所述的中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，所述前处理的方法为：用热水对所述样品进行清洗，或对所述样品的表面进行喷砂处理，且经过所述前处理后，所述样品的尺寸与外形保持不变。5.根据权利要求1所述的中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，在步骤S20之前，还包括步骤S11：在所述样品的表面刻划出划痕，所述划痕的深度范围为0.3-1mm。6.根据权利要求1所述的中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，所述样品与所述测试工装之间至少包括：存在局部接触的第一测试区域，以及未直接接触而具有间隙的第二测试区域。7.根据权利要求6所述的中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，所述测试工装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丘林，束国刚，刘伟，王靓，李承亮，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44