Циркониевые сплавы коррозия

Целесообразно рассматривать коррозионные пленки и отложения раздельно, поскольку при использовании в активной зоне циркониевых сплавов коррозия их поверхностей не является основным фактором, определяющим уровни активности в контуре. [c.281]

Использование циркония в ядерных реакторах несколько ограничивается вследствие его невысокой прочности при высоких температурах и слабого сопротивления коррозии в условиях реактора. Однако низкое сечение поглощения тепловых нейтронов делает его чрезвычайно желательным материалом. Было разработано много циркониевых сплавов с повышенной прочностью при высоких температурах и сопротивлением коррозии, но с сохранением в то же время других необходимых свойств В частности, разработана серия циркониевых сплавов, содержащих небольшие количества олова, никеля, железа и хрома,— это циркалой-2, циркалой-3 и циркалой-4. [c.258]

А — поверхность, поверх ность активной зоны, В — параметры в уравнении (8.10), характеризующие зависимость скорости коррозии от температуры С — концентрация D — коэффициент диффузии F — скорость потока К—равновесная константа диссоциации М — масса компонента в ламинарном слое — фактор очистки, количество жидкости на единицу площади в единицу времени постоянная скорости коррозии после перелома для циркониевых сплавов Т — абсолютная температура [c.225]

Механизм коррозии в воде после перелома не установлен. Имеется одно объяснение, что при переломе наружные поверхности окисных прослоек, входящих в состав тонкого внутреннего защитного слоя, толщина которого поддерживается постоянной, изменяются и перестают быть защитными. Хотя растрескивание, соответствующее этому механизму, наблюдалось, отмечены также исключения от такого поведения. Некоторое превращение должно происходить в окисном слое при переломе, которое увеличивает скорость переноса окислителей к металлу. Его точная природа до сих пор не определена, если действительно имеется единственный механизм, пригодный для широкого множества циркониевых сплавов и условий применения. Как указывалось ранее, скорость коррозии в области после перелома практически постоянна [c.236]

Температура и напряжение. Влияние только температуры на коррозию типичного циркониевого сплава цирка-лоя-4 уже было отмечено в табл. 8.3. [c.238]

Влияние на коррозионную стойкость циркониевых сплавов изменения структуры, происходящего при закалке или медленном охлаждении из р-фазы в а-фазу, ясно не выражено. Однако, по-видимому, все же закалка с 900 или 1000° С незначительно снижает коррозионную стойкость. Скорость коррозии губчатого переплавленного в дуге циркония зависит от вида термической обработки. Так, стойкость образцов, медленно охлажденных с температур 900—1000° С, заметно выше, чем после медленного охлаждения с температуры 800° С и ниже. Материал, закаленный после отжига при температурах 500—1000° С, корродирует с очень большой скоростью. Коррозионная стойкость ухудшается закалкой с температур 925—975° С, снова восстанавливается при повторном отжиге при температуре 825° С в течение 1 час с последующим медленным охлаждением. Связи между скоростью коррозии и структурой металла установить не удалось. Для иодидного циркония влияние термической обработки выражено значительно менее ясно, чем для губки, переплавленной в дуге, и имеет противоположный характер. Так, закалка с температуры 1000° С несколько улучшает коррозионную стойкость по ср нению с отжигом при температуре 800° С. Медленное же охлаждение с температуры 930° С снижает ее по сравнению с отжигом при температуре 750° С. [c.223]

Коррозия циркониевых сплавов [c.110]

Циркониевые сплавы 109 коррозия ПО [c.255]

При температуре выше 350—360 °С циркониевые сплавы быстро корродируют. При этой температуре в условиях облучения увеличивается гидратирование циркония. Исследования коррозии сплава Н-1 в воде при 350 °С и 168 ат (16,8 МПа) показали, что увеличение массы образцов за первые 4000 ч составило 2 мг/см , через 13 000 ч (1,5 года) —3 мг/см , через 22 000 ч — 4 мг/см . Испытаниями установлено и эксплуатацией подтверждено, что циркониевые сплавы могут успешно работать в реакторах при температурах стенки оболочки твэла, не превышающих 350 °С. [c.319]

И в кислороде аналогичны). У нелегированного циркония наличие окисных пленок не оказывает никакого влияния на развитие коррозии в атмосфере пара, в отличие от циркониевых сплавов, окисные пленки на которых менее проницаемы. Пленки, образующиеся на нелегированном цирконии, разрываются гидридами, которые возникают на поверхности раздела фаз металл 1 окисел [70]. [c.453]

Особенно большое значение комплексонная обработка имеет для циркониевых сплавов. В отсутствие комплексонной обработки коррозия циркониевых сплавов идет вследствие диффузии кислорода в металл вплоть до его насыщения кислородом, после чего начинается разрушение сплава. В процессе комплексонной обработки в первые же часы работы сплава образуется окисный слой, препятствующий проникновению кислорода в сплав. Обработка комплексоном циркониевых сплавов может проводиться при том же режиме, что и для сталей, т. е. возможна одновременная обработка контура с различными конструкционными материалами. Для циркониевых сплавов, так же как и для [c.20]

Рис. 8. Скорость коррозии в конденсате при температуре 583 К образцов циркониевых сплавов с 1 % ниобия.

Другой циркониевый сплав, получивший широкое применение,— это циркалой-3. Этот сплав подобен циркалою-2, но содержит меньше олова. Максимальный интегральный поток, при котором исследовали этот сплав, по опубликованным данным, составляет 3-10 нейтронIсм . Прочностные свойства после облучения исследовал Механ [58. Сравнение свойств циркалоя-3 и циркалоя-2 после облучения показывает, что отмечается сходное увеличение предела текучести и предела прочности, а также уменьшение пластичности. Более новый сплав из этой серии — циркалой-4, обладающий, как сообш,алось, лучшим сопротивлением коррозии, в облученном состоянии не исследовали. [c.260]

J50—350°С и падение прочностных характеристик при температуре > 425 С. Характеристика Ea/k (см. 3.6, формула (3.17)), определяющая величину термических напряжений у циркониевых сплавов, мала, что очень важно, так как конструкционным материалам в атомных реакторах приходится выполнять ряд функций ) (создавать поверхности теплообмена, обеспечивать необходимую есущую способность, предохранять топливо от коррозии, предотвращать кон такт топлива и теплоносителя), вызывающих термические напряжения. [c.327]

Барнс и Джонсон [34, 35] опубликовали серию исследований по коррозии в реакторе циркониевых сплавов в воде под давлением при высокой температуре. Вкратце их результаты показывают [c.248]

Рядом исследователей (Гликом, Галоняном, Каллаханом и др.) доказано, что облучение не оказывает существенного влияния на ход коррозии. Указанные исследования проводились в условиях применительно к работе реакторных установок с нержавеющими и углеродистыми сталями, а также с циркониевыми сплавами. Уровень реакции и температура воды соответствовали реально работающему реактору. [c.289]

В связи с тем, что чистый цирконий ввиду отсутствия у него стабильных антикоррозионных и механических свойств для массового производства защитных оболочек непригоден, были исследованы его сплавы с танталом, ниобием, оловом, никелем и железом. Самым подходящим из них для этой цели оказался сплав циркония с концентрацией 1% ниобия. Это объясняется тем, что такой сплав при повышенных температурах обладает более высокими механическими свойствами (предел текучести при температуре 300° С равен 12 /сГ/.м>Р), чем остальные кроме того, производство этого сплава значительно проще, чем многокомпонентных сплавов, в состав которых должны входить олово, железо и никель. Что касается кассет реактора, то они должны работать при перепаде давления около 1,5 ат, а для этого необходимо, чтобы материал, из которого изготовляют кассеты, имел более высокие механические свойства. Таким требованиям отвечает сплав с концентрацией 2,5% ниобия, обладающий хорошей коррозионной стойкостью при температуре 300° С с высокими механическими свойствами. Толщина защитной оболочки для тепловыделяющего элемента из сплава циркония составляет 0,6 мм. Скорость коррозии циркониевых сплавов в воде при температуре 300° С примерно 1,4 мг1м час. [c.298]

Хорошие механические свойства и отличное сопротивление окислению определило использование аустенитиых сталей и сплавов на основе никеля в качестве материала оболочек для большинства тепловыделяющих элементов с окисным топливом. Они. применялись для водо-водяных реакторов до тех пор, пока не были заменены циркониевыми сплавами, имеющими лучшие ядериые характеристики. Однако аустенитные стали широко используются в реакторах AGR и реакторах на быстрых нейтронах, так как циркаллой не обладает требуемыми механическими свойствами и сопротивлением коррозии при повышенной рабочей температуре. [c.115]

Важнейшими предпосылками для надежной эксплуатации в pei акторах оболочек твэлов, труб и конструкционных элементов а№ тивной зоны, выполненных из циркониевых сплавов, являются щ длительная коррозионная стойкость и сохранение пластическия свойств. Наиболее опасный процесс, ведущий к охрупчиванию и появлению в циркониевых трубах трещин, — их гидрирование водо родом, выделяющимся из воды как при окислительных процессах (коррозии), так и при ее радиолизе. О влиянии наводороживаний на механические свойства циркониевых сплавов говорят следущие данные [c.318]

Этот процесс травления широко применяется в технологии производства изделий из циркониевых сплавов. Равномерная оксидная пленка ZtQq придает поверхности циркониевых сплавов темный, почти черный цвет и является защитой против взаимодействия с кислородом и водородом до тех пор, пока на ней нет дефектов. Сдерживают коррозию также пленки, образующиеся на сплавах циркония, легированных железом и медью, а легирование ниобием понижает активность процесса поглощения водорода. [c.319]

В качестве основных конструкционных материалов ТЭС на органическом топливе применяются стали перлитного и аустенитного классов и сплавы на основе меди, в том числе латуни. Для контуров АЭС наиболее характерно использование нержавеющих аустенит-ных сталей, высоколегированных хромом и никелем. В активных зонах реакторов применяются обычно циркониевые сплавы. Продукты коррозии конструкционных материалов переходят в теплоноситель больщей частью в виде коллоидных и грубодисперсных форм. [c.10]

Радиолиз воды уменьшает коррозионную стойкость циркониевых сплавов. При облучении тепловыми нейтронами, скорость потока которых 10 с -м , скорость коррозии сплава Цирколой-2 при 20°С увеличивается в 50 - 70 раз из-за разрушения защитных пленок. [c.521]

И определяющей неоднородность металла, главным образом, микрохимическую и его структурную неравномерность, в частности, при образовании структур закалочного типа. Метастабильные сплавы (выеокопрочные алюминиевые сплавы, высоколегированные стали, циркониевые сплавы и др.) для повышения стойкости сварных соединений против коррозии требуют оптимальных видов и параметров режима сварки и послесварочной обработки. [c.510]

Внутренние поверхности первого контура АЭС с ВВЭР изготовляются из коррозионностойких реакторных материалов -аустенитных хромоникелевых сталей и циркониевых сплавов. Допускается ограниченное использование углеродистых сталей и сплава на основе кобальта стеллита. На зарубежных АЭС применяют сплавы на основе никеля - инконель и инколлой. Несмотря на чрезвычайно низкие скорости коррозии реакторных материалов, продукты их коррозии, присутствующие в реакторной воде, создают ряд серьезных эксплуатационных проблем. Наиболее важными являются две [c.181]

Экспериментально было показано, что при выдержке труб из сплава циркония в атмосфере водяного пара при 773 К и давлении 10,5 МПа наблюдается высокая стойкость к сфероидальной коррозии, если трубы имеют радиальную текстуру, т.е. базисные плоскости параллельны внутренней поверхности. В десятки раз увеличивается длительная прочность циркониевых труб с радиальной текстурой, находящихся под внутренним давлением в парах иода, по сравнению с трубами, имекидами радиально-тангенциальную текстуру. [c.97]

Существенное увеличение сопротивления коррозионному растрескиванию сплавов системы А1—2п—Mg достигается также и при понижении скорости охлаждения при закалке полуфабрикатов (например, закалка на воздухе, в горячую воду). Однако замедленную закалку можно применять для ограниченного числа полуфабрикатов и сплавов (1915). Для А1—2п—М —Си сплавов, а также крупногабаритных изделий из А1—2п—Mg сплавов необходимо проводить резкую закалку. В противном случае происходит сильное уменьшение механической прочности, а для сплавов с содержанием меди более 0,4%, кроме этого, повышается чувствительность к межкристаллитной и расслаивающей коррозии [55]. Повышение сопротивления коррозионному растрескиванию для полуфабрикатов из А1—2п—Mg сплавов можно объяснить не снижением закалочных напряжений [56], а специфическим характером распада твердого раствора в процессе мягкой закалки. При малых скоростях охлаждения происходит выделение частиц тугоплавких компонентов (хромовых А1—Сг—Mg—2п, All8 г2Mgз, циркониевых А1—2г), на которых выделяются частицы стабильной фазы Mg2n2, а также образуется более широкая зона, свободная от выделений вдоль границ, с меньшей плотностью на них выделений. [c.540]

Потенциал пробоя иелегированиого циркония, выплавленного из циркониевой губки, полученной по методу Кролла, быстро достигается прн экспозиции в паре или горячей воде при рабочих температурах реакторов. Еще в ранних исследованиях, проведенных в США, было установлено, что такое поведение объясняется почти неизбежным присутствием в металле азота, вредное воздействие которого можно компенсировать введением добавок олова [71] — так был создан сплав Циркалой 2, содержащий примерно 1,5% 8п, 0,1% Ре, 0,1% Сг и 0,05% N1, предназначенный для водоохлаждаемых реакторов. Известно, однако, что даже в случае применения этого сплава на стойкость конструкции оказывают влияние технологические операции обработки материала в ходе его изготовления. По этой причине используется строгая система коррозионных испытаний [72, 73], назначение которой — подтвердить сохранение высокой коррозионной стойкости заготовок и конечной продукции. Испытания включают выдержку тщательно подготовленных образцов в течение 14 сут в автоклаве в атмосфере чистого водяного пара при температуре 400° С и давлении 10 МН/м . Материал удовлетворительного качества после таких испытаний имеет прирост массы 28 10 мг/дм и покрыт глянцевой черной пленкой. Неудовлетворительное качество материала обнаруживает себя высоким значением прироста массы (достигающим 100 мг/дм2), а также внешним видом поверхностной пленки, состоящей из белого продукта коррозии. [c.201]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...