ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Защита реакторов и оборудования из "Защита от коррозии старения и биоповреждений машин оборудования и сооружений Т2 " Снижение коррозии сталей перлитного класса может быть достигнуто переводом их в пассивное состояние воздействием на состав теплоносителя. Для этого в теплоноситель вводят аммиак и гидрат окиси калия для создания pH 10). Такой водный режим поддерживается в первом контуре ВВЭР. [c.213] Другим способом снижения коррозии перлитных сталей является дозированный ввод в движущуюся химически обессоленную воду кислорода. Скорость доставки кислорода к поверхности металла через диффузионный слой пропорциональна коэффициенту его диффузии. Коэффициент турбулентной диффузии кислорода превосходит коэффициент его молекулярной диффузии, благодаря чему движение воды облегчает доставку кислорода к поверхности раздела фаз и увеличивает его концентрацию у поверхности металла. Последнее обстоятельство облегчает адсорбцию кислорода и приводит к увеличению стационарного потенциала железа. [c.213] За счет образования гидроксил-иона в процессе кислородной деполяризации pH в слое воды у поверхности металла достигает значения 9,2, а значение Фляде-потен-циала при этом становится близким к нулю. Таким образом, при интенсивном размешивании среды или движении ее со скоростью 1,5. .. 9,0 м/с перлитные стали могут переходить в пассивное состояние. [c.213] Присутствующие в воде продукты коррозии могут от-кла -ываться на отдельных участках поверхности контура. Доступ кислорода к участкам поверхности металла, находящимся под отложениями продуктов коррозии, затруднен, и пассивации на этих участках не наблюдается, поэтому происходит увеличение скорости коррозии (так называемая подшламовая коррозия). В первом приближении можно принять, что при введении кислорода в химически обессоленную воду скорость коррозии перлитных сталей будет близкой к скорости коррозии перлитной стали в пассивном состоянии. Следует, однако, иметь в виду, что увеличение концентрации кислорода интенсифицирует коррозию сплавов циркония и медных сплавов, а также процесс коррозионного растрескивания аустенитных сталей. [c.214] На стояночных режимах подавление коррозии и сохранение образовавшейся на поверхности перлитных сталей защитной пленки достигается дренированием теплоносителя и заполнением контура азотом. [c.214] Если баки биологической защиты соединяются с атмосферой трубопроводами малого диаметра, то доступ кислорода в них затруднен. В этом случае кислород, находившийся в воде при заполнении баков, расходуется в процессе коррозии, и среда при этом деаэрируется. В деаэрированной неразмешиваемой среде коррозия перлитных сталей невелика. [c.214] Для предотвращения коррозии оборудования, изготовленного из перлитных сталей, после химической после-монтажной отмывки металл пассивируется с помощью ингибиторов, обычно нитрита натрия. Для защиты от коррозии корпуса реактора, коллекторов, трубопроводов большого диаметра, изготовленных из перлитных сталей, последние плакируются аустенитной хромоникелевой сталью. [c.214] Концентрирование агрессивных анионов на парогенерирующей поверхности может происходить вследствие тгк называемого фитильного эффекта. При этом под слоем отложений продуктов коррозии происходит испарение теплоносителя. Пар удаляется через поры в отложениях продуктов коррозии, а агрессивные анионы накапливаются на парогенерирующей поверхности. Для предотвращения этого явления необходимо корректировать водный режим, в частности снижать содержание продуктов коррозии в теплоносителе. [c.215] Отношение размеров карбида и объема металла, из которого он образовался, составляет 1,03 следовате ьно деформация матрицы е = 0,03. Предел текучести соответствует деформации 0,002 (0,2 %). Таким образом, при выпавднии карбидов хрома в аустените возникают локаль-киэ напряжения превосходящие предел текучести. Рабочие напряжения обычно близки к 100 МПа. С учетом концентрации напряжений можно принять, что в первом приближении на металл в оборудовании атомных энергетических установок действуют напряжения порядка предела текучести. При этом время до разрушения вследствие коррозионного растрескивания оценивается равным 10 ч. [c.216] Коррозионная стойкость циркония и его сплавов снижается в случае загрязнения металла азотом, углеродом и т. д. Для нейтрализации вредного действия азота цирконий легируют ниобием (сплавы Н-1 и Н-2,5). Для достижения коррозионной стойкости содержание примесей в сплаве Н-1 ограничивается согласно данным приведенным в табл. 31.4. [c.216] ЧТО также снижает коррозионную стойкость. Для увеличения коррозионной стойкости изделия из сплавов циркония подвергают травлению на глубину 10. .. 20 мкм (удалйется загрязненный или деформированный слой металла). Травление осуществляется обычно в растворе, состоящем из смеси плавиковой и азотной кислот. После травления поверхность изделий тщательно промывается. Если промывка ведется недостаточно тщательно, то даже следы травильного раствора, оставшиеся на поверхности, интенсифицируют коррозию сплавов циркония. [c.217] Коррозионная стойкость сплавов циркония зависит от состава теплоносителя. Агрессивность среды повышается при наличии в ней фторидов. Поэтому концентрация иона фтора, так же как и хлор-иона, не должна превышать 0,02 мг/кг. Присутствие в среде нелетучих щелочей, особенно гидрата окиси лития, интенсифицирует коррозию сплавов циркония. [c.217] Коррозия сплавов циркония возрастает также с увеличением содержания кислорода в теплоносителе. В первом приближении можно принять, что коррозия сплавов циркония пропорциональна корню квадратному из концентрации кислорода. Совершенно недопустимо одновременное присутствие в теплоносителе кислорода и аммиака, так как это вызывает существенное увеличение коррозии сплавов циркония. [c.217] И водород поступает в сплав циркония также только с одной стороны оболочки ТВЭЛа или технологического канала и диффундирует к другой его поверхности, на которой концентрация водорода в первом приближении может быть принята равной нулю. В процессе диффузии через металл атомы водорода взаимодействуют с дислокациями и образуют около них облака Коттрелла. Можно принять, что в облаке Коттрелла находится столько же атомов водорода, сколько атомов металла в ядре дислокации, а именно — 40. В этом случае концентрация водорода в сплавах циркония приблизительно равна 3,2 10 р% мае., где р — плотность дислокаций. Обычно в изделиях из сплавов циркония р 10 см . Отсюда содержание водорода, выделившегося в процессе коррозии, в сплавах циркония близко значению 3-10 % мае. Растворимость водорода в сплавах циркония при комнатной температуре существенно меньше. В связи с этим при остановке реактора в оболочках ТВЭЛов и технологических каналах, изготовленных из сплавов циркония, образуются гидриды циркония. Вследствие локальной пластической деформации плотность дислокаций может возрастать до 10 см . В этом случае концентрация водорода в сплаве циркония составит 0,03 %, что близко к концентрации водорода, при которой может происходить водородное охрупчивание. Поэтому совершенно необходимо исключать локальную пластическую деформацию изделий из сплавов циркония. [c.218] Следует иметь в виду, что в диоксиде урана, являющегося ядерным горючим, содержится некоторое количество воды. В связи с этим в начальный период работы реактора в оболочку ТВЭЛа из ядерного горючего может поступать водород. Если при этом вследствие распухания ядерного горючего произойдет локальная пластическая деформация оболочки ТВЭЛа, сопровождающаяся увеличением плотности дислокаций, то могут наблюдаться водородное охрупчивание оболочки и ее разрушение. Борьба с этим заключается в снижении содержания влаги в ядерном горючем и уменьшении его распухания в процессе эксплуатации. [c.218] При длительности экспозиции 2-10 ч толщина слоя двуоксида циркония =/л-3,8-10 м, где т — привес, мг/дм . [c.219] Толщина железоокисных отложений 6 = 6,1 10 м. [c.219] Уменьшение толщины железоокисных отложений на поверхности оболочек ТВЭЛов достигается правильным выбором конструкционных материалов, водного режима и средств его поддержания. Контакт с кислотостойкой сталью практически не сказывается на интенсивности коррозии циркония. [c.219] КИСЛОТОСТОЙКОЙ стали будет лишь интенсифицировать процесс. Отсюда следует, что если в процессе фреттинг-коррозии разрушается лишь наружная поверхность окис-ной пленки, то ресурс изделий из циркония не снижается. Если же при взаимодействии с изделиями из кислотостойкой стали разрушается сам сплав циркония, то конструкция будет неработоспособна вне зависимости от того, протекает ли процесс коррозии или нет. [c.220] Вернуться к основной статье