Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Техническая электрохимия

Диссертационная работа:

Некрасова Наталия Евгеньевна. Коррозионное поведение в воде высоких параметров сплава циркония, обработанного магнитно-абразивным методом: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.17.03 / Некрасова Наталия Евгеньевна;[Место защиты: РХТУ им. Д.И. Менделеева].- Москва, 2012.- 18 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. В настоящее время атомная энергетика России переживает период подъема. Проведенные после известных событий на японской АЭС в Фукусиме стресс-тесты отечественных энергетических ядерных реакторов показали их высокую надежность. Ожидается, что одним из направлений дальнейшей модернизации энергетических ядерных реакторов в России помимо повышения безопасности являются повышение тепловой мощности, глубины выгорания ядерного топлива, увеличение времени эксплуатации тепловыделяющих сборок. В настоящее время в России работают АЭС с двумя видами реакторов: во до-водяными реакторами с водой под давлением типа ВВЭР и водо-графитовыми канальными реакторами, охлаждаемыми кипящей водой, типа РБМК. В составе активных зон указанных реакторов используется значительное количество деталей из сплавов циркония, наиболее стойких в воде высоких параметров. Например, циркониевые сплавы являются основным конструкционным материалом тепловыделяющих сборок, из них выполняются оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов), из которых собираются эти сборки.

Одним из основных требований, предъявляемых к оболочкам твэлов, является их высокая коррозионная стойкость в условиях эксплуатации в воде высоких параметров. Поэтому для обеспечения длительной надежной работы реакторов очень важным является прогнозирование коррозионного поведения оболочек твэлов.

По итогам исследований оболочек твэлов после эксплуатации в реакторах можно сделать вывод о существенном влиянии на коррозионное на коррозионное поведение этих оболочек различных видов очаговой коррозии. В настоящее время для оценки коррозионной стойкости циркониевых оболочек в основном применяются автоклавные испытания в воде соответствующих параметров, которые дают информацию только о сплошной коррозии, но не дают информации об очаговой коррозии, которая имеет первостепенное значение.

Коррозионное поведение циркония и его сплавов сильно зависит от состояния его поверхности и, следовательно, от способа финишной обработки поверхности. В настоящее время в России при производстве изделий из сплавов циркония, предназначенных для работы в активных зонах ядерных реакторов, в качестве

операции финишной обработки применяется в основном травление в кислотных растворах, содержащих фтористоводородную кислоту. Неизбежное загрязнение поверхности фтором, которое происходит в процессе травления, ухудшает коррозионную стойкость оболочек твэлов при работе в обычных условиях и резко снижает их коррозионную стойкость в случае аварий с потерей теплоносителя, как это произошло в случае Фукусимы.

Поэтому изучение склонности циркониевых сплавов к очаговой коррозии, а также исключение из технологического цикла операции травления в смесях, содержащих фтористоводородную кислоту, представляет собой актуальную проблему.

Цель работы. Повышение надежности твэлов ядерных реакторов, изготовленных из сплава Э-635 путем усовершенствования финишной обработки и исключения из технологического цикла операции травления в смесях, содержащих фтористоводородную кислоту.

Научная новизна. Впервые проведена магнитно-абразивная обработка (МАО) сплава Э-635 с использованием магнитно-абразивных порошков: дроби чугунной колотой (ДЧК), Fe + 55 % NbC, Fe + 55 % WC, Fe + 55 % Mo2C.

Впервые проведены коррозионные испытания обработанных образцов сплава Э-635 в воде при температуре 350С и давлении 170 атм: определен привес образцов и показано, что во всех случаях для сплава Э-635 на протяжении первых 2000 часов испытаний характерен кубический закон окисления циркония.

Впервые с помощью гальваностатических измерений определено напряжение пробоя оксидной пленки и показано, что для образцов сплава Э-635 после МАО с применением в качестве магнитно-абразивных порошков Fe + 55 % WC, Fe + 55 % М02С напряжение пробоя значительно превосходит значения, характерные для травления в смеси фтористоводородной и азотной кислот.

Для образцов сплава Э-635, обработанных магнитно-абразивным методом с применением различных абразивных порошков, впервые проведены измерения электрической емкости после коррозионных и рассчитан показатель коррозионной стойкости, характеризующийся отношением обратной электрической емкости к привесу, с помощью анализа частотной зависимости предложена эквивалентная схема, описывающая термическую оксидную плену на сплаве Э-635 после МАО.

Практическая значимость работы

Результаты данной работы показывают, что существует возможность полного устранения операции травления циркония в смесях, содержащих фтористоводородную кислоту.

Установлено, что замена операции травления в смеси, содержащей фтористоводородную кислоту на операцию МАО с использованием абразивных порошков, содержащих карбиды вольфрама и молибдена, позволяет обеспечить повышенную коррозионную стойкость сплава Э-635.

Для повышения надежности прогнозирования коррозионного поведения циркония предложено изучение не только общей коррозии по привесам, но и определение склонности к очаговой коррозии, тем более что в некоторых случаях вместо привеса имеет место убыль в весе. Для определения напряжения пробоя барьерного слоя оксидной пленки на сплаве циркония Э-635 предложено использовать гальваностатические измерения.

Показано что для получения достоверных результатов о коррозионной стойкости сплава Э-635 необходимо проведение автоклавных испытаний не менее 500 часов.

На защиту выносятся:

результаты коррозионных испытаний образцов сплава Э-635, подвергнутых магнитно-абазивной обработке, в воде высоких параметров;

результаты расчета констант скорости общей коррозии образцов сплава Э-635 при использовании магнитно-абразивной обработки с различными типами абразивных порошков;

результаты электрофизических измерений и расчетов показателей, характеризующих склонность к очаговой коррозии образцов сплава Э-635 после магнитно-абразивной обработки;

рекомендации по совершенствованию метода магнитно-абразивной обработки сплава Э-635, позволяющие устранить операцию травления сплава во фтористоводородной кислоте, повысить напряжение пробоя оксидной пленки и показателя коррозионной стойкости.

Достоверность результатов работы подтверждена взаимосогласованностью и воспроизводимостью результатов полученных с помощью современных и теоретически обоснованных методов исследований.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции по физической химии и нанотехнологиям «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение» (Москва, 2009), на XXIII Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2009» (Москва, 2009), на II республиканской научно-технической конференции студентов и молодых ученых «Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий» (Казань, 2010).

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ в том числе 2 публикации в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых журналов, рекомендуемых ВАК, подана заявка на патент.

Личный вклад автора

Вклад автора в настоящую работу заключается в изучении и обобщение литературы по теме диссертации, проведении всех видов экспериментов и расчетов, обсуждении полученных результатов, формулировке выводов и практических рекомендаций.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания объектов и методов экспериментального исследования, результатов экспериментов и их обсуждения, выводов и списка литературы (74 наименований). Общий объем диссертации составляет 116 страниц машинописного текста, включая 37 рисунков и 26 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net