[发明专利]一种核电装置换热器失效原因的判定方法

权利要求书

1.一种核电装置换热器的失效原因的判定方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：对失效钛管外观进行形貌观察，重点检查海水入口侧管板口的外观状况，包括：管板与钛管之间是否采用密封焊，管板与钛管之间是否有锈蚀痕迹，管内是否有贝壳、泥沙等异物堵塞，以及管板表面是否有局部机械割痕；

步骤二：对失效钛管破口形貌进行检测，结合步骤一的外观形貌观察，对失效原因进行分类，并建立失效原因的初步判定方法；所述失效原因分为4种：氢鼓泡、表面凹坑、异物堵塞和微动磨损，异物堵塞又分为贝壳堵塞、泥沙堵塞、橡胶带堵塞；

步骤三：在步骤二进行初步判断的基础上，进一步采用红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、X射线荧光分析（XRF）、原子吸收光谱（AAS）、三维体视电镜、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES) 、X射线衍射分析（XRD）、热失重分析（TGA）检测手段中的一种或多种，对破口表层、内外壁边缘部位进行综合分析和测试，从而得出确定的钛管失效原因。 

2.根据权利要求1所述的判定方法，其特征在于步骤二中：

所述失效原因为氢鼓泡的，其导致失效的破口的特征为：形状似椭圆，外壁边缘明显向里凹，内壁及附近表面均光滑，破口明显朝里弯；

所述失效原因为表面凹坑的，其导致失效的破口的特征为：形状均为准圆形，大小在1.5～2.5mm之间，深的为孔形，浅的为钱币形，破口间的分布间距有一定规律；

所述失效原因为贝壳堵塞的，其导致失效的破口的特征为：边缘凹凸不平，形状为马蹄形，具有冲刷磨损形态；

所述失效原因为泥沙堵塞的，其导致失效的破口的特征为：破口外壁表面没有磨损痕迹，破口内壁有多条平行的挤压条痕，且窄形大条痕发生褶皱，有局部塑性大变形的痕迹；

所述失效原因为橡胶带堵塞的，其导致失效的破口的特征为：内壁形成多根塑性变形的、弯折的刀刃条或者形状为马蹄形，具有冲刷磨损特征。

3.根据权利要求2所述的判定方法，其特征在于步骤三中：

采用SEM方法、X射线光电子能谱仪（XPS）、二次离子质谱仪（SIMS）和XRD四种方法，对失效部位内外壁边缘表面微区形貌以及材料的组成、氢元素含量、化合物种类及物相结构进行综合分析，判定出氢鼓泡导致的钛管失效；

采用SEM方法与EDS方法，结合宏观形貌观察，判定出表面凹坑引起的钛管失效；

采用SEM方法与EDS方法，结合宏观形貌观察，判定出异物堵塞引起的钛管失效；

采用SEM方法与EDS方法，结合宏观形貌观察，判定出微动磨损引起的钛管失效。

4.根据权利要求3所述的判定方法，其特征在于步骤三中：

对于氢鼓泡导致失效的破口，采用SIMS方法对破口外壁表面微区的元素进行表面分析，若检测到氢元素的存在；同时采用XRD方法对该表面进行物相的结构分析，若发现氢化钛晶相存在，则确定失效原因为氢鼓泡；

对于表面凹坑导致失效的破口，采用EDS方法，若发现深孔区吸附的黑色颗粒为钛基体磨损掉落物，则确定失效原因为表面凹坑；

对于微动磨损导致失效的破口，采用EDS方法，若发现磨损面上沉积金属粉末是氧化钛和氧化铁的混合物，则确定失效原因为微动磨损。