获奖项目名称：

水轮机转轮局部腐蚀机制、防腐措施与工程应用

第一完成单位：

中国科学院金属研究所

项目联系人：

王长罡

联系人电话：

15840143088

联系人邮箱：

cgwang@imr.ac.cn

项目简介：

  中国长江三峡集团有限公司所属的向家坝、溪洛渡等电站水轮机转轮、导叶均采用马氏体不锈钢材料制造，投运后，多台机组出现表面局部锈蚀现象。水轮发电机组设备制造厂家对现场腐蚀情况进行过多次分析，但仍缺乏科学系统的研究，且无科学合理的应对措施。
  中国科学院金属研究所组成专家项目组联合中国三峡建工（集团）有限公司，围绕向家坝、溪洛渡水电站的转轮、导叶表面局部锈蚀问题展开现场调研。项目组针对水轮机不锈钢转轮、导叶在运行过程中出现局部锈蚀影响运行安全的问题，开展铸造缺陷、特殊显微组织、关键合金元素、服役环境等因素对铸件抗腐蚀性能的影响研究。经过多年的技术攻关，项目组揭示了点状局部锈蚀机理，提出了解决现役水轮机转轮和导叶铸件点状局部锈蚀问题的方案措施，开发了优化材料化学成分、提高铸件纯净度等材料改性方面的技术工艺。项目组根据Cr、Mo等关键合金元素对钝化膜和点蚀电位的影响规律，确定了关键合金元素合理范围，制定了包含铸件生产、转轮加工制造到实际运行全过程防局部锈蚀的技术规范《大型混流式水轮机转轮马氏体不锈钢铸件技术条件》《大型水轮机电渣熔铸马氏体不锈钢导叶铸件技术条件》，并推广实施。本项目研究成果，不仅指导了在役水轮机不锈钢转轮和导叶出现局部锈蚀后的处理方法，也通过优化材料和制造工艺，进一步提升了新建电站机组转轮、导叶的制造质量，解决了局部锈蚀问题，避免出现重大安全事故，提高了转轮服役安全性，为机组长期安全稳定运行提供了强有利的支撑。
  本项目修编企业标准2项，成功申报2项行业标准，2项团体标准，申请发明专利3项，发表科技论文6篇。并形成主要创新成果如下：
  创新点1：首次揭示了水轮机马氏体不锈钢转轮和导叶点状局部锈蚀的形成机理，确定其关键影响因素；
  创新点2：优化设计了水轮机马氏体不锈钢转轮和导叶关键合金成分，提高抗锈蚀能力的同时确保了力学性能稳定；
  创新点3：创新提出了包含铸件材料设计、铸件生产、加工到实际运行全过程防局部锈蚀关键技术。