蒸汽發(fā)生器熱交換管是壓水堆一回路壓力邊界的重要組成部分，是防止放射性裂變產物外泄的主要屏障，因此熱交換管對核安全的重要性僅次于反應堆壓力容器、安全殼和一回路主管[1]。熱交換管破裂后，一回路放射性冷卻劑將進入二回路，發(fā)生冷卻劑喪失事故。放射性裂變產物或者進入常規(guī)島，或者通過安全閥排向大氣，造成核污染。因此蒸汽發(fā)生器熱交換管的檢查極為重要。

　　1 熱交換管的材料
　　早期熱交換管材料選用奧氏體不銹鋼，例如304不銹鋼。由于抗應力腐蝕能力較差，歐美國家開發(fā)出鎳基合金鋼作為熱交換管的材料。最早的鎳基材料是Alloy600。后來發(fā)現(xiàn)Alloy600材料抗應力腐蝕的能力仍不理想，因此又開發(fā)出Alloy800和Alloy690材料。目前西歐、日本和美國的核電廠都使用鎳基合金作熱交換管材料，一部分老核電廠仍然使用Alloy600，一部分新核電廠已使用Alloy800和Alloy690。
　　除了強度和韌性考慮外，熱交換管選材有2個原則：
　　（1）抗應力腐蝕；
　?。?）抗材料流失，防止一回路活化產物過多。
　　廣東核電集團下屬核電廠的蒸汽發(fā)生器熱交換管均使用Alloy690，秦山一期使用Alloy800，田灣核電廠使用俄羅斯奧氏體不銹鋼。
　　2 熱交換管的主要老化機理和發(fā)生部位[2]以及裂紋形態(tài)
　　2.1一回路水環(huán)境應力腐蝕開裂（PWSCC）
　　影響熱交換管材料對PWSCC敏感性的因素有：材料微觀特性，如合金成分、晶界碳化物；較高的環(huán)境應力或殘余應力；腐蝕性環(huán)境，例如一回路水化學和溫度。
　　PWSCC主要發(fā)生在下列部位（對再循環(huán)蒸汽發(fā)生器而言）：管板的近脹管過渡區(qū)；U形彎管處，曲率半徑越小，PWSCC可能性越大；管板、支撐板處管子發(fā)生凹陷的部位；熱段區(qū)域管子PWSCC多，冷段區(qū)域PWSCC少。說明殘余應力大，PWSCC可能性大；環(huán)境溫度高（僅指PWR核電廠運行環(huán)境），PWSCC可能性大。
　　PWSCC裂紋形態(tài)的特點是：U形彎管處裂紋主要是軸向；管板近脹管過渡區(qū)裂紋主要呈軸向，偶爾在2條軸向裂紋間存在短的環(huán)向裂紋，未發(fā)現(xiàn)孤立的環(huán)向裂紋；脹管區(qū)主要是環(huán)向裂紋；凹陷部位如果發(fā)現(xiàn)內壁裂紋，則裂紋往往是軸向。
　　2.2管外壁應力腐蝕開裂（ODSCC）
　　ODSCC主要形式為IGSCC（沿晶SCC）和IGA（晶間腐蝕）。多發(fā)生在管子和管板、支撐板的縫隙。但在管子自由段也發(fā)現(xiàn)了ODSCC。影響IGSCC的因素與PWSCC相同，其裂紋與最大主應力垂直。IGA是晶界材料的腐蝕，IGA的發(fā)生不需要很大的拉伸應力，但是較大的應力會促進IGA的發(fā)生及擴展。美國電力研究院（EPRI）認為，IGA是發(fā)生IGSCC的先兆，不斷的IGA造成局部區(qū)域減薄，應力變大，個別IGA于是發(fā)展為IGSCC，因此熱交換管外壁往往發(fā)現(xiàn)IGSCC/IGA伴生現(xiàn)象[3]。
　　ODSCC取決于雜質在蒸汽發(fā)生器二次側的濃縮程度。蒸汽發(fā)生器二次側的雜質水平分布不均，相關因素有縫隙的幾何特征，二回路冷凝器系統(tǒng)冷卻水的類型（淡水、微咸水或海水），二回路材料（例如進入蒸汽發(fā)生器二次側的水中是否含銅），冷凝器泄漏歷史，水處理狀況以及蒸汽發(fā)生器二次側水化學。發(fā)生ODSCC的管子自由段上往往有明顯的腐蝕結垢物。
　　ODSCC裂紋形態(tài)的特征是：主要是軸向裂紋；在管板近脹管過渡區(qū)和凹陷區(qū)也發(fā)現(xiàn)少量裂紋，呈環(huán)向；軸向裂紋可以是單個，也可是多個，中間可能夾雜著少量IGA補丁區(qū)域；在IGA影響區(qū)域可能存在淺網狀裂紋。
　　ODSCC裂紋形態(tài)多樣，渦流探傷的難易程度也不同。例如使用差分探頭時，管板處的ODSCC最難探測到。但當ODSCC裂紋足夠大（尚未達到臨界尺寸）時，渦流探傷可以探測到，因此可以對管子采取修補措施。軸向ODSCC裂紋可用差分探頭檢測，而環(huán)向裂紋則需要使用點式探頭檢測。自由段的IGSCC和IGA極難探測到，普通的探頭根本感覺不到任何信號，必須采用一種“絕對式”探頭才能探測到，目前已發(fā)生了自由段ODSCC引起的管子破裂案例。