核电设备材料长期服役于高温高压且具有放射性的水溶液中,可能发生严重威胁核电站安全运行的多种腐蚀损伤,包括点蚀、应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀和腐蚀疲劳等。因此,发展针对这些腐蚀损伤的在线监测技术对保障核电站安全运行至关重要。此外,在线、原位研究可以获取腐蚀发展过程的直接证据,有助于理解腐蚀机理。本文采用适用于核电站的声发射和电化学噪声两种监测技术首先从数据获取和信号解析角度分别研究了监测腐蚀损伤的可能性,特别是监测应力腐蚀开裂和点蚀的能力,然后将二者耦合监测了高温高压水应力腐蚀开裂过程。论文重点关注信号处理技术和原位测量信号与腐蚀损伤过程之间的对应关系,获得主要进展如下:研究了核级304不锈钢高温高压水应力腐蚀开裂的声发射信号特征,监测到爆发型和连续型两种波形;结合声发射信号与应力腐蚀开裂过程的观察,发现爆发型信号来源于裂纹扩展残余韧带撕裂,而连续型信号来源于裂纹尖端塑性变形;提出一个应力腐蚀开裂类型的判别因子(λ),定义为爆发型信号和连续型信号的比率,发现穿晶型应力腐蚀开裂的λ值接近于1,随着沿晶开裂比例增加,λ值逐渐接近于0;基于传统的声发射特征参数,提出可利用随机森林模型区分不同声发射波形,分类准确率达98.6%;结合λ和随机森林模型可以实现高温高压水中应力腐蚀开裂的定性自动监测。研究了声发射技术定量评价敏化态304不锈钢高温高压水应力腐蚀裂纹扩展速率的可能性;提出可以利用定量递归方法处理声发射信号以区分信号波形。发现与传统的声发射特征参数相比定量递归参量可以更好地反映爆发型和连续型波形之间的差别:爆发型信号具有高的递归率、平均对角线长度和香农熵,连续型信号则相对较低;发现声发射累积撞击速率和应力腐蚀裂纹扩展速率之间存在线性关系。这一发现为定量评价高温高压水应力腐蚀开裂提供了一种可能的途径。研究了 304不锈钢均匀腐蚀、点蚀和钝化态对应的电化学噪声信号特征。发现电化学噪声信号的统计参数、散粒噪声参数、小波参数和定量递归参数可一定程度区分这三种腐蚀形式,但判别准确率不理想;创新性提出耦合统计、散粒、小波和定量递归参量建立模式识别系统,判别准确率达99.7%,并且在不同材料和环境体系中此判别模型均可获得满意的判别效果。研究了 304不锈钢点蚀不同阶段电化学噪声信号定量递归参数的物理意义。发现304不锈钢亚稳态点蚀具有高的递归率和决定率,而稳态点蚀具有低的递归率和决定率。研究了 304不锈钢高温高压水应力腐蚀开裂的电化学噪声信号特征,结合声发射技术考察了应力腐蚀开裂过程中电化学噪声信号的演变规律。发现高温高压水和应力协同作用下固溶态304不锈钢发生穿晶应力腐蚀开裂,通过电化学噪声信号的Weibull分析可以将开裂事件从均匀腐蚀中区分出来。发现随着应力腐蚀开裂发展,电化学噪声信号的希尔伯特时频谱逐渐由高频向低频迁移,对应着均匀腐蚀、裂纹萌生和裂纹扩展。联合采用声发射技术和电化学噪声技术可以原位监测高温高压水应力腐蚀开裂过程,前者更适用于监测应力腐蚀裂纹扩展阶段,而后者更适于监测应力腐蚀裂纹萌生的早期阶段。