Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0216U002134, 0113U004123 , Науково-дослідна робота Назва роботи Підвищення ресурсу роботи виробів із Zr-сплавів, в т.ч. оболонок ТВЕЛ шляхом газодифузійної та іонно-плазмової обробки поверхні Назва етапу роботи Керівник роботи Змій Віктор Іванович, Дата реєстрації 27-01-2016 Організація виконавець Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут" НАН України Опис етапу Будівництво АЕС із реакторами підвищеної потужності, перехід до більш тривалих кампаній ТВЕЛ з більш високим вигоранням палива, а також до режимів роботи реакторів з маневруванням потужності суттєво збільшують навантаження на цирконієві сплави, які є основним конструкційним матеріалом активної зони атомних реакторів на теплових нейтронах. Для збільшення ресурсу роботи та перешкоджання руйнуванню оболонок ТВЕЛ, які зазнають вплив високих напруг, температур та корозії пропонується попередня їх обробка шляхом окислення та нанесення покриттів. В роботі відпрацьовані процеси окислення сплаву Zr1Nb при температурах 300 550 оС в широкому діапазоні тиску кисню. Запропонована більш якісна схема попереднього окислення, яка суттєво відрізняється від наведених у патентах РФ № 2382120, РФ № 2199607, РФ № 2298049. Встановлено, що товщина та якість сформованого оксиду залежить від часу окислення більше ніж від тиску кисню в реакційній камері. Дослідження механічних властивостей довели, що проведення попереднього окислення фрагментів виробів з цирконієвих сплавів в оптимальних умовах призводить до збільшення меж плинності, міцності та подовження. Такий режим окислення ефективно захищає цирконієві сплави від подальшої корозії в повітрі до температур Т ? 500 °С. Захист цирконієвих виробів від окислення при температурах вище за 500°С може забезпечити тільки нанесення вакуумно-дугових покриттів. На фрагментах твельних трубок із сплаву Zr1Nb були сформовані покриття Cr, CrAlx, ZrN, ZrON, ZrOx, CrN, (Ti0.48Zr0.18Al0.17Nb0.09Y0.08)N та досліджені їх механічні властивості. Встановлено, що нанесення покриттів призводить до поліпшення механічних властивостей підкладки. Проведено випробування зразків цирконієвого сплаву з покриттями при окисленні на повітрі при температурах 500 та 600 °С протягом 100 годин та 800 °С протягом 25 годин та у водяній парі при температурі 900°С. Зразки без покриття після випробувань окислюються та руйнуються з осипанням оксиду, тоді як покриття захищають зразки від деградації за цих температур протягом всього часу випробувань. Найбільш ефективними з усіх досліджених конденсатів для захисту цирконієвих виробів є покриття хромом та його нітридами. Застосування відпрацьованих технологій дозволить збільшити ресурс цирконієвих сплавів в більш жорстких умовах експлуатації. Опис продукції Відпрацьовані процеси окислення сплаву Zr1Nb при температурах до 550оС. Запропонована більш якісна схема попереднього окислення. Дослідження механічних властивостей довели, що проведення попереднього окислення в оптимальних умовах призводить до збільшення меж плинності, міцності та подовження. Захист цирконієвих виробів від окислення при температурах вище за 500 °С може забезпечити нанесення вакуумно-дугових покриттів. Вакуумно-дугові покриття на основі хрому та його нітридів є найбільш ефективними для захисту від високотемпературної корозії у повітрі та водяній парі. Розроблена принципова схема устаткування "Булат-ТВЕЛ" для нанесення вакуумно-дуговим методом покриттів на довгомірні трубки з цирконієвих сплавів. Автори роботи Ільченко Олександр Васильович Білоус Віталій Арсентійович Василенко Руслан Леонідович Змій Віктор Іванович Картмазов Генадій Миколайович Комар Анатолій Анатолійович Купрін Олександр Сергійович Лимар Володимир Васильович Мєльніков Сергій Іванович Москалець Іван Максимович Овчаренко Валерій Давидович Рижова Татьяна Петрівна Рыбальчєнко Нінель Діонисовна Толмачова Галина Миколаївна Турчина Олександра Карпівна Устенко Микола Георгійович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити