title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Коррозия циркония в воде при повышенных температурах

Коррозия циркония в воде при повышенных температурах

Изучая коррозию циркония на воздухе и в воде, Булджер имел в виду, что жидкости или газы могут применяться в качестве охладителей в ядерных реакторах. Этим и объясняется повышенный интерес к коррозии циркония в таких средах. Булджер указывает, что сведения по этому вопросу представляют собой ряд отдельных наблюдений над материалами неизвестного происхождения и чистоты, и, поскольку результаты коррозионных испытаний в высокой степени зависят даже от небольших колебаний в чистоте исходного материала, техники изготовления образца и от условий испытания, эти наблюдения следует рассматривать лишь как качественно характеризующие явление. Образцы из кристаллического прутка иодидного циркония, испытанные в дестиллированной воде при 100°, кроме небольшого увеличения веса за первые 24 часа, не показали каких-либо изменений даже после 1357 час. дальнейших опытов.
Образцы, нагретые в стальном автоклаве с дестиллированной водой до температуры 180°, не обнаружили ощутимого изменения в весе после опытов продолжительностью 129 час., если не считать незначительного увеличения веса. Более поздние исследования кристаллических прутков иодидного циркония показали, что вес их остается неизменным после испытаний в воде в течение 1613 час. при температуре 250°, в то время как испытывавшийся вместе с ними образец магниетермического циркония показал в 3—4 раза большее увеличение веса всего лишь за 213 час. (Подразумевается, что магниетермический металл был выплавлен в графитовом тигле; вошло в обычай сравнивать осажденный пруток иодидного циркония с губчатым металлом, выплавленным в графитовом тигле, вместо более правильного сравнения этих сортов циркония после выплавки в одинаковых условиях.)
Стационарные испытания в автоклаве при 260° и давлении 50 атм с раствором для испытаний в виде дестиллированной воды, имевшей величину pH от 6 до 6,5, доказали, что цирконий, лишь незначительно изменяясь в весе, более устойчив против коррозии, чем алюминиевые сплавы и бериллий.
Более показательны, однако, опыты с дестиллированной водой в автоклаве при 300°, в которых испытывались образцы из различных сортов циркония. Результаты этих опытов приведены на фиг. 65. Образцы изготовлялись путем полирования на бумаге «эмери 0000»; для каждого образца опыт повторялся трижды. Наихудшим образцом оказался иодидный цирконий, выплавленный в графитовом тигле. Это подтверждает высказанное выше положение о неправильности сравнения коррозионной стойкости циркония, изготовленного различными методами и получившего разную обработку на последующей стадии производства. Образцы иодидного металла, выплавленные в тиглях из окиси тория, по-видимому, в индукционной печи, также быстро корродировали, дали трещины и показали коробление после выдержки в течение 250 час. Образцы, представленные Горным бюро США, имевшие форму плоских прямоугольников и выплавленные, по-видимому, из магниетермической губки в графитовом тигле, показали медленное увеличение веса за 419 час. с образованием пленки окиси, которая затем смывалась водой, при этом вес уменьшался вплоть до приостановки опытов после 925 час.

Наиболее удовлетворительные результаты показали образцы из кристаллических прутков иодидного циркония, но не ясно, было ли достигнуто постоянство веса их к концу опытов.
Большая несоразмерность результатов, полученных для выплавленных в графитовом тигле иодидного и магниетермического циркония, явилась неожиданностью.
По коррозионной стойкости иодидного циркония в воде при повышенных температурах приводятся весьма разноречивые данные, поэтому оценить чистоту металла для этих исследований было настолько трудно, что оказалось необходимым предварительно испытывать в автоклаве каждую партию циркония прежде чем принимать ее.
В опытах, проведенных при 315°, иодидный цирконий показал весьма хорошую коррозионную стойкость в дестиллированной воде, насыщенной кислородом или водородом при 26°.
Испытания иодидного и магниетермического циркония на коррозионную стойкость в токе воды в течение 163 час. при 250° и давлении 87 атм показали, что иодидный цирконий более устойчив, чем магниетермический. Скорость течения воды составляла около 13 м/сек.
В 500-часовых испытаниях на коррозию и эрозию циркониевые образцы показали большую стойкость, чем образцы из нержавеющей стали 18-8, ниобия, бериллия, углеродистой сталии алюминия. Склонность к коррозии увеличивалась в порядке перечисления металлов.
Литтон сравнивал коррозионную стойкость ряда циркониевых сплавов со стойкостью циркония. Сплавы испытывались в автоклаве при температуре 315° в течение двух недель. В табл. 93 приведены результаты опытов с цирконием, содержащим кислород и азот, убедительно показывающие, что присутствиев металле кислорода мало влияет на его коррозионную стойкость; присутствие же азота сказывается более сильно.
Циркониевые сплавы, содержащие алюминий, тантал и ниобий, также были испытаны Литтоном в автоклаве в аналогичных условиях. Результаты испытаний, приведенные в табл. 94, показывают, что небольшая добавка алюминия уменьшает коррозионную стойкость циркония, в то время как тантал и ниобий оказывают на нее незначительное влияние.


title-icon Подобные новости