Разрушение металлов в жидкометаллических теплоносителях

Разрушению от эрозии часто подвергаются отсечные кромки золотников гидравлических агрегатов (рис, П5). Струи топлива, проникая во время отсечки с большой скоростью в зазор между цилиндрическими поверхностями золотника и втулки, разрушают металл у отсечной кромки. Это случай щелевой эрозии, которой подвержены клапаны запорных и регулирующих устройств гидравлических и паровых систем. Эрозия может возникнуть под воздействием жидкометаллических теплоносителей в энергетических установках. Такие теплоносители могут оказать сильное эрозионно-коррозионное воздействие на те или иные компоненты жаропрочных сталей. [c.193]

Процесс коррозии многокомпонентных конструкционных материалов в жидкометаллических теплоносителях является сложным и состоит из нескольких параллельно идущих многостадийных гетерогенных процессов. При повышенном содержании кислорода в жидком щелочном металле в сталях на некоторой глубине происходит образование сложных оксидов типа MeO-NajO и Me0-(Na20)2—так называемое внутреннее окисление. Кроме того, как в циркулирующей, так и в неподвижной жидкометаллической системе происходит селективное растворение и перенос компонентов, перераспределение углерода и азота между различными конструкционными материалами или участками конструкции, находящимися при разных температурах, проникновение жидкого металла в твердый. Эти процессы вызывают не только коррозионные потери массы, но и физико-химические и структурные изменения материалов охрупчивание, азотирование, эрозионное разрушение, изменение состава поверхностного слоя. Скорость переноса массы и селективного растворения компонентов сталей [c.259]

В СССР разрабатывается тепловой реактор типа Топаз с топливом — обогащенной двуокисью урана [115J. В качестве теплоносителя в нем предполагается использовать жидкие щелочные металлы (Na, К или Li). Для циркуляции таких теплоносителей наиболее пригодны трубы из молибдена и сплавов на его основе. Это связано прежде всего с высокой рабочей температурой. Если для изготовления труб для циркуляции жидкометаллического теплоносителя с рабочей температурой 600— 800° С применяют никель или хастеллой, то для более высоких температур трубы изготовляют из молибдена и сплава ВМ-1 или TZM. Ресурсные испытания тепловых труб из сплава TZM с литиевым теплоносителем при 1500°С показали ресурс около 10000 ч, после чего тепловая труба вышла из строя из-за разрушения в месте сварки [60], Благодаря достигнутым успехам в технологии получения и обработки молибденовых труб, значительно усовершенствованы разработки автономных энергетиче- [c.24]

Повреждение конструкционных материалов происходит не только под действием коррозионных процессов, описанных выше. В движущемся жидком металле оно может быть результатом эрозионного воздействия среды. Эрозия приводит к появлению на поверхности твердого металла характерных каверн, которые покрывают или всю поверхность, или отдельные ее участки. Усиление эрозионного разрушения наблюдается с увеличением скорости потока, а при одинаковых скоростях оно больше в тех жидких металлах, которые обладают большей плотностью. В работе [218] сообщается, что при температуре 500—600°С в трубах из 5%-ной хромистой стали максимально допустимая скорость движения висмута около 3 м1сек, а натрия — 8 м сек литий можно перекачивать и при скоростях более 8 м сек без заметного разрушения конструкционного материала. Эрозионное разрушение существенным образом зависит и от характера потока жидкометаллического теплоносителя чем больше он турбулентен, тем сильнее эрозионные повреждения. [c.263]

Механическая эрозия вызывается ударами о поверхность конструкционного материала частиц теплоносителя, срывающих мельчайшую стружку этого материала. Следовательно, механическая эрозия усиливается с увеличением кинетической энергии частиц теплоносителя и шероховатости поверхности. Поэтому при прочих равных условиях механическая эрозия конструкционных материалов будет больше теми теплоносителями, у которых удельный вес больше. С этой точки зрения мини.мальная эрозия должна наблюдаться у истииных металлов и их оплаоов, а максимальная — у. металлов МС. Следовательно, среди всех жидкометаллических теплоносителей минимальная эрозия ими конструкционных материалов будет у лития и. макси.мальная — у ртути. Чтобы уменьшить разрушение материалов посредством эрозии, необходимо применять трубопроводы с минимальной шероховатостью, избегать в коммуникациях острых (крутых) поворотов и резких изменений скорости потока теплоносителя. Наибольшей стойкостью против эрозии обладают те 1.1атериалы, которые обладают большей твердостью. С этой точки зрения закалка стальных деталей является наиболее эффективным методом борьбы с эрозией. [c.106]

Зрозия конструкционных материалов способствует развитию их разрушений посредством коррозии, а коррозия, ослабляя структуру поверхностного слоя материала, увеличивает интенсивность его разрушения посредством эрозии. Чтобы практически исключить эрозионное воздействие жидкометаллических теплоносителей а конструкционные материалы, нами на основании анализа опубликованного материала Л. 65] рекомендуются следующие максимально допустимые скорости этих теплоносителей в нагревательных установках для истинных металлов п их сплавов 8 Mj eK и для тяжелых металлов и их сплавов 3 м сек. [c.106]

Пример. Влияние диффузии вещества на длительную прочность. Экспериментально установлено влияние различных физико-химических процессов на длительную прочность материалов, В частности, существенное влияние на длительную прочность металлов оказывает жидкометаллическая среда. Процесс взаимодействия такой среды и конструктивного элемента сложен. Однако в этом процессе наибольшее влияние приписывается диффузии некоторых элементов. Описанная задача имеет бол ьшое практическое значение в проблеме длительной прочности энергетических установок с жидкометаллическими теплоносителями. Ее решение в рамках модели хрупкого разрушения рассмотрено Л. М, Качановым [29], а в рамках модели вязкого разрушения на основе энтропийного критерия длительной прочности — Д. А. Ки,йЛбаевым и А. И. Чудновским [88], (31 ]. [c.222]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...