Publication: Закономерности оксидирования циркониевых сплавов в плазме с различным содержанием кислорода и паров воды
Дата
2024
Авторы
Кондратьев, И. Е.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Оболочки твэлов ядерных реакторов, выполненные из циркониевых сплавов, подвергаются коррозии при взаимодействии с водным теплоносителем. Работы по повышению коррозионной стойкости циркониевых сплавов требуют проведения дореакторных испытаний в водных автоклавах в течение нескольких тысяч часов. Ранее было показано, что сокращение времени испытаний, позволяющее существенно ускорить разработку новых сплавов, достигается при применении низкотемпературной плазмы. Целью данной работы было исследовать характер коррозии циркониевых сплавов различного состава в кислородсодержащей плазме и плазме, содержащей пары воды. В работе были проведены эксперименты по оксидированию сегментных образцов (четвертных сегментов трубки) циркониевых сплавов в плазме с различным содержанием кислорода и паров воды. Результаты этих экспериментов сравнены с результатами автоклавных испытаний. Показано, что процесс оксидирования сплавов при плазменных и автоклавных испытаниях аналогичны друг другу. Это выражается в сходстве формы кинетики оксидирования, особенностей структуры оксидных слоёв, а также в качественном совпадении результатов испытаний сплавов разного состава. При этом скорость оксидирования в плазме на порядок превышает скорости оксидирования в автоклаве. В ходе проведённых экспериментов был выявлен ряд особенностей плазменного оксидирования циркониевых сплавов. В частности, было обнаружено, что оксидирование циркониевого сплава в плазме, содержащей кислород, происходит быстрее, чем в плазме, содержащей пары воды, и при этом степенной закон, описывающий этот процесс, характеризуется большим показателем степени. Кроме того, было установлено, что на поздней стадии кинетики плазменного оксидирования различие между коррозионными привесами сплавов разного состава меньше, чем при автоклавных испытаниях. Сделано предположение, что причина в различном соотношении потока кислорода в сплав и потока сегрегации легирующих элементов (Sn, Fe) на границы зёрен ZrO2 в этих условиях. Разработана и введена в эксплуатацию установка «ПЛАЗМОТЕСТ» для проведения одновременных испытаний десяти трубчатых образцов длиной 30 мм из циркониевых сплавов в плазме с различным содержанием кислорода и паров воды. Проведены эксперименты по плазменному оксидированию трубчатых образцов циркониевых сплавов. Показано, что в масштабах проведённых экспериментов их результаты повторяют результаты, полученные при облучении образцов-сегментов трубок.
Описание
Уровень образования: бакалавриат; Код направления/специальности: 14.03.02; Группа: Б19-В01
Ключевые слова
ВКР , Выпускная квалификационная работа
Цитирование
Кондратьев, И. Е. Закономерности оксидирования циркониевых сплавов в плазме с различным содержанием кислорода и паров воды : Выпускная квалификационная работа, бакалавриат, 14.03.02 / И. Е. Кондратьев ; рук. работы Евсин Арсений Евгеньевич, 2024