FI114320B

FI114320B - Zirkoniumlejeerinki, jossa on volframia ja nikkeliä

Info

Publication number: FI114320B
Application number: FI970824A
Authority: FI
Inventors: Peter Rudling; Anand M Garde; Mirka Mikes-Lindback; Hanna Vannevik; E Ross Bradley; Craig M Eucken
Original assignee: Asea Atom Ab; Sandvik Steel Ab; Sandvik Special Metals; Teledyne Wah Chang; Abb Comb Engineering Nuclear P
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2004-09-30
Also published as: JPH09508672A; EP0779936B1; FI970824A; WO1996006956A1; CN1071797C; UA40658C2; FI970824A0; MX9701256A; TW299355B; CN1157640A; ES2124015T3; CZ62397A3; EP0779936A1; AU3359595A; JP2926519B2; CZ292179B6; KR100231081B1; DE69504693T2; DE69504693D1

Description

, 11432C

Zirkoniumlejeerinki, jossa on volfrämiä ja nikkeliä - Zir-koniumlegering med volfram och nickel 5 Keksinnön tausta

Keksintö koskee lejeerinkejä käytettäväksi kevytvesiydin-reaktorin (LWR) ydinrakennekomponenteissa ja polttoainesuo-jakuoressa. Erityisemmin keksintö koskee sellaiseen käyttöön tarkoitettua zirkoniumlejeerinkiä, jolla on ylivoimainen 10 korroosionkesto, mekaaniset ominaisuudet, ja alentunut vedyn vastaanotto säteilytyksen jälkeen. Vielä erityisemmin keksintö koskee zirkoniumlejeerinkiä, jossa on tinaa, rautaa, kromia, volframia ja nikkeliä, ja jolla on parantunut korroosionkesto ja säteilytetyt ominaisuudet kontrolloimalla 15 sen seoskoostumuksen erityisten alueiden sisällä.

Tekniikan tason kuvaus

Zirkoniumlejeerinkejä käytetään ydinreaktoreiden polttoaine-asennuksen rakennekomponentteina, kuten polttoainesauvan 20 suojakuoressa, ohjaus- eli päätekappaleputkissa, verkon listoissa, instrumenttiputkissa ja vastaavissa johtuen niiden pienestä neutronipoikkileikkauksesta, hyvästä korroosion-kestosta suuripaineista/korkan lämpötilan omaavaa höyryä ja ·· vettä vastaan, hyvästä mekaanisesta lujuudesta, ja valmis- .·. *, 25 tettavuudesta. Zirkoniumlejeerinkejä, erityisesti niitä, • · * _’· -t jotka tunnetaan yleisesti nimillä Zircaloy-2 ja Zircaloy-4, on käytetty kevytvesireaktorin (LWR) sisuksissa johtuen 1 niiden suhteellisen pienestä sieppauspoikkileikkauksesta ’· ” termisiä neutroneita varten. Määrän 0,5 - 2,0 paino-% nio- * 30 biumia ja määrän enintään 0,25 % kolmatta lejeerinkielement- tiä lisäystä näihin zirkoniumlejeerinkeihin korroosionkeston *·· vuoksi reaktorin ytimessä ehdotetaan US-pattijulkaisussa 4,649,023 osana esitystä mikrorakenteen tuottamiseksi homo-. geenisesti jaetuista hienojakoisista saostumista, joiden 35 koko on alle noin 80 nm (800 Ä) . Kolmas seostuselementti on ainesosaa kuten rauta, kromi, molybdeeni, vanadiini, kupari, ; nikkeli ja volframi.

11432C

2

Pelletti-verho-vuorovaikutuksen (PCI) kestoa haetaan US-patenttijulkaisuissa 4,675,153 ja 4,664,831 käyttämällä zirkoniumpohjaisia lejeerinkejä, mukaan lukien "zirkonium-2,5 w/o niobiumia". Viimeksi mainittu patenttijulkaisu viit-5 taa myös "Zr-Nb-lejeerinkeihin, jotka sisältävät noin 1,0 -3,0 w/o Nb:tä". Näissä patenttijulkaisuissa happea on läsnä "alle noin 350 ppm mainitussa lejeeringissä".

US-patenttijulkaisussa 4,648,912 esitetään a-zirkoniumlejee-10 rinkikappaleen korkean lämpötilan korroosionkeston parantaminen pyyhkäisemällä kappaleen pinnan nopeasti lasersäteellä. Käsiteltyyn lejeerinkiin luettiin mm. zirkonium-niobium-lejeerinkejä.

15 Parantuneen venyvyyden omaava säteilytetty zirkoniumlejee-rinki kuvataan US-patenttijulkaisussa 4,879,093, tämän keksinnön keksijän. Lejeetingillä on stabiloitu mikrorakenne, joka minimoi lejeeringin taottavuuden menetyksen, jota veny-vyyttä vaaditaan fissiokaasujen vapautumisen estämiseksi ja 20 käytetyn polttoaineen turvalliseen käyttöön. Lejeeringillä säilyy kohtuullinen korroosionkesto sekä painevesireaktoreissa (PWR't) että kiehutusreaktoreissa (BWR't) johtuen sen optimaalisesta metallienvälisestä saostumakeskimääräisestä ;· partikkelikoosta. US-patenttijulkaisun 4,879,093 lejeerinki ,· : 25 perustuu α-faasin zirkonium-tina-niobium- tai α-faasin zir- • ·, konium-tina-molybdeenilejeerinkiin, jolla on tuon patentti julkaisun taulukossa 1 esitetyt ominaispiirteet, jolloin ” siinä on niobiumia, jos sitä on läsnä, on alueella mitatta- e * 1 ’* vasta määrästä enintään 0,6 paino-% .-iin. Molybdeeniä, jos ' 30 sitä on läsnä, on alueella mitattavissa olevasta määrästä enintään 0,1 paino-%:iin. Zirkonium-tina-järjestelmä tunne-; ’·· taan nimellä "Zircaloy" ja, tyypillisesti, jos se olisi : : : Zircaloy-4:ää, esimerkiksi, siinä olisi myös 0,18 - 0,24 .* ; paino-% rautaa, 0,07 - 0,13 paino-% kromia, happea alueella 35 1 000 - 1 600 ppm, 1,2 - 1,7 paino-% tinaa, ja loput zir- ! koniumia.

I * » • «

11432C

3 US-patenttijulkaisussa 4,992,240 kuvataan eräs toinen zir-koniumlejeerinki, joka sisältää painon pohjalta 0,4 - 1,2 % tinaa, 0,2 - 0,4 % rautaa, 0,1 - 0,6 % kromia, ei yli 0,5 % niobiumia, ja loput 100 %:iin zirkoniumia, jolloin tinan, 5 raudan ja kromin summa painopaino-osuus on alueella 0,9 - 1,5 %. Happea on patenttijulkaisun 4,992,240 kuvion 4 mukaan noin 1 770 - 1 840 ppm. Niobium on ilmeisesti valinnainen, eikä piitä raportoida.

10 US-patenttijulkaisussa 3,303,025 kuvataan zirkoniumlejeerin-ki, jossa on volframilisäys 0,25 - 1,5 % samanaikaisella kupari- (0,5 - 1,5 %) ja niobiumlisäyksillä (0,2 - 3,0 %) . Nelikomponenttilejeeringeillä on ylivoimainen korroosionkes-to Zircaloy-4:ään verrattuna lyhytaikaisissa (enintään 2 000 15 tuntia) testeissä korkean lämpötilan höyryssä 500 ja 700 °C:ssa. Kosteassa höyryssä 280 °C:ssa nelikomponenttilejee-ringillä on kuitenkin huonompi korroosionkesto kuin Zircalo-y-4:llä.

20 Julkaisussa UKAEA(1) on osoitettu, että θ'-lämpökäsitellyllä Zr-0,3 % W-lejeeringillä on merkittävästi parempi korroosionkesto kuin Zircaloy-2:11a 2-päiväisen korroosiotestin mukaan 1 ilmakehän paineessa olevassa höyryssä 600 °C:ssa.

’;· 0,3 % W-lejeeringillä oli painonlisäys 119 + 8 mg/dM2, kun .·, : 25 taas Zircaloy-2 :11a oli painonlisäys 439 + 14 mg/dM2 kor- roosiotestin jälkeen.

Viimeaikaisia suuntauksia ydinvoimateollisuudessa ovat mm.

• ” siirtymät korkeampia jäähdytysainelämpötiloja kohden lämpö- 3 0 tehokkuuden lisäämiseksi ja korkeampia polttoaineen poisto-loppuunpalamisia kohden polttoaineen hyväksikäytön paranta-'· 1·· miseksi. Sekä korkeammat jäähdytysainelämpötilat että pois- : : 1. toloppuunpalamiset pyrkivät lisäämällä reaktorinsisäistä ·1 : korroosiota ja zirkoniumlejeerinkien vedynvastaanoton. In- !.·’ 35 tegroidun neutronivuontiheyden korkeat tasot ja samanaikai- i : nen vedyn vastaanotto heikentävät zirkoniumlejeerinkien '·· venyvyyttä. Näitä vaativampia käyttöolosuhteita varten on 4

11432C

sen vuoksi välttämätöntä parantaa korroosionkestoa, vähentää vedyn vastaanottoa, ja parantaa zirkoniumlejeerinkien sätei-lytettyä venyvyyttä.

5 Niinpä tällä alalla on jatkuvana ongelmana kehittää zirkoniumlej eerinki, jolla on ylivoimainen venyvyys säteilytyk-sen jälkeen; hyvä korroosionkesto, erityisesti käsittelyhis-toriasta riippumatta; lejeeringin vähentynyt vedyn absorptio; ja merkittävä kiinteäliuoslejeerinkilujuus.

10

Eräänä toisena jatkuvana yleisenä ongelmana tällä alalla on ydinreaktorien polttoaineryhmien rakennekomponenteissa käytettyjen zirkoniumlejeerinkien korroosionkeston ja säteily-tetyn venyvyyden parantaminen. Edellä olevat kohteet täyttä-15 vän zirkoniumlejeeringin kehittäminen on viime vuosina keskittynyt Zr-Sn-Nb-lejeerinkeihin.

Edullisten suoritusmuotojen kuvaus

Keksinnön eräänä kohteena on sen vuoksi aikaansaada zirko-20 niumlejeerinki, jolla on parantunut korroosionkesto.

Keksinnön eräänä lisäkohteena on aikaansaada zirkoniumlejeerinki, jolla on parantuneet säteilytyksen jälkeiset mekaani-·· set ominaisuudet.

: 25

Keksinnön yhä edelleen toisena kohteena on aikaansaada zir-koniumlejeerinki, jolla on alentunut vedyn vastaanotto.

Keksinnön edelleen eräänä toisena kohteena on aikaansaada , * * '·' 30 zirkoniumlej eerinki, jolla on ennaltamäärätty lejeerinki- koostumus, ja jossa on volfrämiä ja nikkeliä korroosionkes-• *·· ton ja säteilytettyjen mekaanisten ominaisuuksien parantamiin *· seksi.

!..* 35 Keksinnön yhä edelleen eräänä toisena kohteena on aikaansaa- da zirkoniumlejeerinki, jolla on ennalta määrättylejeerinki- i

11432C

5 koostumus, joka ei määrittele niobiumia lejeeringin ainesosana .

Keksintö perustuu zirkoniumlejeerinkien reaktorin ulkopuo-5 lella suoritettuun autokaavikorroosiotestaukseen kuudessa eri autoklaavitestioloissa. Koska ei ole olemassa laajalti sovellettavissa olevaa ja vahvistettua korrelaatiota reaktorissa vallitsevaa korroosionkestoa ja autoklaavikorroosio-painonlisäystä koskevien tietojen välillä, päätettiin suo-10 rittaa pitkäaikaisautoklaavikorroosiotestaus kuudessa eri autoklaavitestioloissa: 360 °C puhdas vesi, 360 °C vesi, jossa on 70-ppm litiumlisäys, 360 °C vesi, jossa on 200-ppm litiumlisäys, 400 °C höyry, 415 °C höyry ja 520 °C höyry. Kohteena oli valita lejeerinki, jolla on riittävä korroo-15 sionkesto useimmissa näistä (ellei kaikissa) autoklaavites-tiolosuhteista. Koelejeeringit valmistettiin lisäämällä eri tasot W:tä, V:tä, Ni:tä peruszirkoniumlejeerinkiin (0,5 % Sn-0,4 % Fe-0,2 % Cr, 100 %:iin Zr). Nykyisin ydinteollisuudessa kaupallisesti käytettyjen zirkoniumlejeerinkien 20 kanssa vertailua varten korroosiotestaukseen sisällytettiin myös Zircaloy-2- ja Zircaloy-4-testinäytteet. Koska zirkoniumle j eerinkien korroosionkesto riippuu voimakkaasti val-mistushistoriasta, kukin lejeerinki valmistettiin käyttä-'·· mällä kahta eri lämpövalmistushistoriaa. Valmistushistoriaa : 25 merkittiin kumulatiivisella lämpökäsittelyparametrillä (E Ai) .

Korroosiotestin mukaan mitattiin näytteen painonlisäys mate- • * riaalin korroosionkeston ilmaisimena. Metallin vetysisältö *’ * 30 korroosiotestin jälkeen mitattiin vedyn vastaanoton (ΔΗ) arvioimiseksi. Molempia mittauksia verrattiin Zircaloy-2:n ’·· ja Zircaloy-4:n mittausten kanssa uusien lejeerinkien kor- : roosionkeston suhteellisen paranemisen määrittämiseksi Zir- ,·, ; caloy-2:een ja Zircaloy-4 :ään verrattuna. Lejeeringillä, * # * 35 jonka koostumus oli lähellä tässä selityksessä vaadittua t : koostumusta, nähtiin merkittävä korroosionkeston paraneminen • '·· Zircaloy-2 :een ja Zircaloy-4 :ään verrattuna useimmissa auto- • » · • *

11432C

6 klaavitestioloissa (katso taulukkoa 1). Vähäinen hajoaminen, joka havaittiin muutamissa tapauksissa (400 °C höyry, 166 päivän tila taulukossa 1) on odotettavan koemittaushajonnan puitteissa.

5

Lisäksi, tällä lejeeringillä nähdään korroosion paraneminen molemmilla lämpökäsittelyparametreillä, vaikka etu vaikka etu vaikuttaa olevan suurempi alhaisemmalla lämpökäsittely-parametrillä 10'19 tuntia.

10

Tilastollinen analyysi suoritettiin määrittämään kertoimet regressioyhtälöissä, jotka suhteuttavat korroosiopainonli-säyksen ja vedyn vastaanoton eri lejeerinkikoostumuspara-metreihin ja lämpökäsittelyparametriin. Arvioitiin sekä yk-15 sittäisen parametrin että parametrivuorovaikutusten vaikutus. Negatiivinen kerroin korkealla luotettavuustasolla merkitsee tuon parametrin tilastollisesti merkittävää suotuisaa vaikutusta painonlisäyksen tai vedyn vastaanoton vähenemisessä. Positiivinen kerroin merkitsee, että tuon 20 parametrin lisäys tuhoaa korroosionkeston. Kun kertoimen luotettavuustaso on alle 95 %, havaittua vaikutusta käsiteltiin merkityksettömänä. Tulokset esitetään taulukossa 2. Vanadiinin lisäämistä lejeerinkiin pidetään korroosionkes-;· tolle turmiollisena perustuen seuraaviin suuriin positiivi- : 25 siin kertoimiin taulukossa 2: 400 °C:een painonlisäys, 415 .·.·, °C:een painonlisäys, (W*V)-vuorovaikutus vedyn vastaanotossa 360 °C:een vesitestissä 200 ppm:llä litiumia ja painonli- , * säykset 400 ja 520 °C:een höyrytesteissä; ja (V*Ni)-vuorovaikutus painonlisäyksissä 360 °C:een veden 200-ppm Li-tes-30 tissä ja 400 °C:een höyrytestissä. W- ja Ni-lisäysten edun varmistavat suuret negatiiviset kertoimet taulukossa 2 pai-| '·· nonlisäyksessä 360 °C vesitestissä 200 ppm:llä litiumia, 400 ί · °C:een testissä ja 520 °C:een höyrytestissä.

• » *...* 35 Syyt eri lejeerinkialkuaineiden erityisten tasojen valinnal- le esitetään alla, ja keksinnön mukaisen lejeeringin koostu-: *·· mus esitetään taulukossa 3.

11432C

7 Täten keksinnön mukainen lejeerinki sisältää tinaa (Sn) alueella yli 0,005 - alle 1,0 paino-%, edullisesti alarajalla yli 0,1 paino-% - yläraja alle 0,7 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 0,3 paino-% ja ylärajalla alle 0,5 paino-5 %. Lejeeringissä on myös rautaa (Fe) alueella yli 0,05 - alle 1,0 paino-%, edullisesti alarajalla yli 0,2 paino-% -yläraja alle 0,5 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 0,3 paino-% - yläraja alle 0,4 paino-%; kromia (Cr) alueella yli 0,02 paino-% - alle 1,0 paino-%, edullisesti alarajalla yli 10 0,05 paino-% ja ylärajalla alle 0,5 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 0,1 paino-% - yläraja alle 0,2 paino-%; piitä alueella yli 50 - alle 300 ppm, edullisesti alueella yli 70 - noin 200 ppm, ja edullisimmin alueella yli 90 - noin 150 ppm; volfrämiä (W) alueella yli 0,01 - alle 1,0 paino-%, 15 edullisesti alarajalla yli 0,1 paino-% - yläraja alle 0,7 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 0,2 paino-% - yläraja alle 0,5 paino-%; nikkeliä (Ni) alueella yli 0,007 - alle 0,3 paino-%, edullisesti alarajalla yli 0,05 paino-% - yläraja alle noin 0,2 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 20 0,08 paino-% - yläraja alle 0,1 paino-%, lopun 100 %:iin ollessa zirkoniumia. Keksinnön mukaisen lejeeringin koostumus ei määrittele niobium- tai vanadiinilisäyksiä.

Tina (Sn) > < * , ,: 25 Tinatason alentaminen tasolle alle 1,2 %:in alarajan Zirca- loy-4:ssä parantaa sen korroosionkestoa. (2) Tästä syystä kek- . , · !.! sinnön mukaisen lejeeringin tinataso valitaan olemaan alu eella yli 0,005 paino-% ja alle 1,0 paino-%. Kuitenkin, mekaanisten ominaisuuksien tietojen suuntaus koskien tinapi-30 toisuuden vaikutusta zirkoniumlejeerinkien ryömyvastukseen 400 °C:ssa osoittaa, että tinatason alentaminen turmelee ; ’·· zirkoniumlejeerinkien ryömyvastuksen. (3) Tinatason valitun ; : : alueen odotetaan aikaansaavan keksinnön mukaiselle lejeerin- * · gille hyvän korroosionkeston ja hyvän ryömyvastuksen yhdis- 35 telmän, ja että volframin ja nikkelin, samoin kuin raudan i *,’ lisäys, kuten alla kuvataan, parantaa keksinnön mukaisen *·· lejeeringin mekaanisia ominaisuuksia. Edullisesti tinan

11432C

8 alueen alaraja on yli 0,1 paino-% ja tinan alueen yläraja on alle 0,7 paino-%, ja edullisimmin tinan alueen alaraja on yli 0,3 paino-% ja tinan alueen yläraja on alle 0,5 paino-%.

5 Rauta (Fe)

Zircaloy-2:n ja zirkonium-rauta-lejeerinkien korroosionkesto sekä 360 °C:ssa vedessä että 400 °C:ssa (tai yli) höyryssä riippuu rautatasosta.u> Hyvän korroosionkeston savuttamisek-si sekä höyry- että vesiympäristöissä valittiin raudan alue 10 alueelta yli 0,05 - 1,0 paino-%, edullisesti alarajalla yli 0,2 paino-% - yläraja alle 0,5 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 0,3 paino-% - yläraja alle 0,4 paino-%. Yläraja valittiin, koska rautataso yli noin 1,0 paino-% huonontaa valmistettavuutta.

15

Kromi (Cr)

Kromia lisätään pääasiassa keksinnön mukaisen lejeeringin lujuuden ja ryömyvastuksen parantamiseksi. Kromi alue tässä lejeeringissä on yli 0,02 - enintään 1,0 paino-%, edullises-20 ti alarajalla yli 0,05 paino-% - yläraja alle 0,5 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 0,1 paino-% - yläraja alle 0,2 paino-%. Zirkoniumlejeerinkien korroosionkeston tiedetään riippuvan (Fe/Cr)-suhteesta, ja suhde 2 vaikuttaa aikaansaavan lejeeringille hyvän korroosionkeston. Edullisin : 25 kromin yläraja (0,2 %) perustuu Fe:n edullisimpaan ylä-Fe- tasoon 0,4 %. Nämä alueet ovat käyttökelpoisia lejeeringin mekaanisten ominaisuuksien parantamisessa korroosionkestoa huonontamatta. Viimeaikainen tieto151 korroosionkestosta Zir-caloy-4:llä, joka on säteilytetty kiehutusreaktorissa lop-‘ ‘ 30 puunpalamisiin yli 30Gwd/mtu osoittaa Cr-lisäyksen edullisen vaikutuksen. Myös autoklavoitujen näytteiden vedyn vastaan-otto(5) osoittaa Cr-lisäyksen edullisen vaikutuksen.

Pii (Si) !./ 35 Piitä on alueella yli 50 - alle 300 ppm, edullisesti alueel- *;’ la yli 70 - 200 ppm, ja edullisimmin alueella yli 90 - noin * '·· 150 ppm. Piitä lisätään seostusalkuaineeksi lejeeringin ve- t * *

11432C

9 dyn absorption vähentämiseksi, ja se vähentää myös korroo-: sionkeston vaihtelua lejeeringin käsittelyhistorian muutos ten kanssa. <2) 5 Volframi (W)

Volframia lisätään alueella yli 0,01 - enintään 1,0 paino-%, edullisesti alueella alaraja yli 0,1 paino-% - yläraja alle 0,7 paino-%, ja edullisimmin alueella alaraja yli 0,2 paino-% - yläraja alle 0,5 paino-%. Volframin lisäyksen näillä 10 alueilla odotetaan parantavan lejeeringin korroosionkestoa ja mekaanisia ominaisuuksia, ja vähentävän sen vedyn vastaanottoa .

Nikkeli (Ni) 15 Nikkeliä lisätään alueella yli 0,007 - enintään 0,3 paino-%, edullisesti alarajalla yli 0,05 paino-% - yläraja alle 0,2 paino-%, ja edullisimmin alarajalla yli 0,08 paino-% - yläraja alle 0,1 paino-%, zirkoniumlejeeringin korkean lämpötilan korroosionkeston parantamiseksi.

20

Toisin kuin hiljattain reaktorikäyttöön ehdotettujen, tinaa ja niobiumia sisältävät zirkoniumlejeerinkien koostumukset, keksinnön mukaisen lejeeringin koostumus ei määrittele nio- . biumia.

Λ 25 , · Täten tässä selityksessä kuvatun uuden lejeeringin keksimi-.! sen odotetaan saavuttavan hyvän korroosionkeston, mekaaniset ’· ominaisuudet, ja vähentyneen vedyn vastaanoton sen valitun koostumuksen kautta. Zirkoniumlejeerinkien altistaminen ve- » f * 30 sireaktoriympäristölle antaa tulokseksi mikrorakenteen sä- teilytyvauriota ja hydridin saostumista. Molemmat näistä : *·· tekijöistä huonontavat säteilytettyjen lejeerinkien veny- .:’i vyyttä ja korroosionkestoa. Seostusalkuaineiden korkeammat · tasot parantavat yleensä zirkoniumle jeerinkien lujuutta ja 35 ryömyvastusta samanaikaisella korroosionkeston huononemisel- i ; ·;* la. Keksinnön mukaisesti ehdotetaan uutta zirkoniumlejeerin- t · * '·· kiä, jossa on optimitasot tinaa, rautaa, kromia, piitä, 4 $ f · » f * · 10 114320 volfrämiä, ja nikkeliä, joka aikaansaanee säteilytyksen jälkeen mekaanistern ominaisuuksien ja korroosionkeston hyvän yhdistelmän.

» t * » · t * <- * t i I ' I i * » * t ! · *

11432C

11

Viiteluettelo (1) Wanklyn, J. N., Demarit, J. T., ja Jones, D., "The Corrosion of Zirconium and its Alloys by High Temperature Steam", AERE-R3655, Atomic Energy Research Establishment, 5 Harwell, US, 1961.

(2) Eucken, C. M., Finden, P. T., Trapp Pritsching, S. ja Weidinger, H. G., "Influence of Chemical Composition on Uniform Corrosion of Zirconium Base Alloys in Autoclave 10 Tests", Zirconium in the Nuclear Industry, Eighth International Symposium, ASTM STP 1023, L.F.P, Van Swam ja C. M. Eucken, toimittajat; American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1989, s. 113-127.

15 (3) Mclnteer, W. A., Baty, D. L. ja Stein, K. 0., "The In fluence of Tin Content on the Thermal Creep of Zircaloy-4", Zirconium in the Nuclear Industry. Eighth International Symposium, ASTM STP 1023, L.F.P. Van Swam ja C. M. Eucken, toimittajat; American Society for Testing and Materials, 20 Philadelphia, 1989, s. 621-640.

(4) Scott, D. B., "Notes on the Corrosion Behavior of Zirca-loy-2 with Various Levels of Iron Content," Zirconium High- Γ lights, WAPD-ZH-24, s. 11, (1960).

.: 25 (5) Garzarolli, F., Schumann, B., ja Steinberg, E., "Cor-rosion Optimized Zircaloy for BWR Fuel Elements", julkaisu esitetty symposiumissa the Tenth International Symposium on ;·. Zirconium in the Nuclear Industry, julkaistaan numerolla 30 ASTM STP 1245, A. M. Garde ja E. R. Bradley, toimittajat, 1994.

• · • · « · * * * »

11432C

„ * * 2 ro ~ _*__ -—- C cn _τ* <r —· ^ O S3-- Α° I S - ~ “ S ~ ~

.„ !uCS r.*'* A"1.·» S AP AP AP

o\o ? ro oj sflj ^ * <A° * oW> k <υ «<0 — oo ΓΓ —' o r- en

m e ^ ·· ·· ' ΓΓ h1 , r·* , m ™ <* , _m.cN.cNiH

” -αϊ^-τ s -~: v : - i ! 7 ; . .

rt g ** - a A. ' - 1 - # 1 ~ ~ 1 -

O O AO — o> αρ°> — <N IN

_ j, ' HH <N — “1 <N ·»_ (S

O "Ο « K ,„ S <N — 0 H a --

V. JA O U 9 7 A" ° S AP APAP

μ H * 1 AP AP

•n 0 Ή -rl U> CT» «H O

•H 'y e n N r- en m Ä i ™ o\° σ\ o___ o *· "P CO <Λ° >> K2e I .-.(NIVOIrH0*0 I > (-JlCh.n> . Smg ! ; K z| ; 9 : 2 n ; ; S s ; ^ ” 0\θ ^ H Q, II HIHIH^ 1' ^ 1 H ' H h *> O m CO < 0

CN

O — ~~ ~~ 3: * cC— — * *

O\o C CN <3> — — -K

3 — — -sj< ~ *< * ~ U — «T ‘—' N* Γ- u C C — — — _ _ _ — PH 03 dJ dl ΓΤ _— ·& tfP —- T 'S' sf ^ ^ oV> H1 ^ ^ Ui eu <D — <r — <λ° rp — — --------- — a'fi —- — v μ.. .. -— — o — <n O OJ (N ^ <*o eV CN CO o\° o\° oV» o¥> o\o <A° iH <A° O oV° 0V>

>11 oV> eV> 1 «H oV I CO

>·. >, σ\ r- i t-c~ σ\ co r- cq *3· 1 σ\ <h *“ oV> 0 O VOCOrHO-Vv LOtHH LO H (N VD - I l P- H 1 H H CN CO * * 1 * rj jHtonj ·. - — — - - /-o J-l U U — - > - CN CN — — — ^.A-A^-.^.fNCN·-''— —-

VN '0 ^ M CN — a—. (N '—’ '—’ CN (N CN CNCNCNCN'—' '—’CNCNCN

rH 0\e» >ι·Η -H - CN N ^ v w S tSl tsj <*b «#> Ä» ÄP Λ° . . <fr o\o # # oH1 # # # # <Λ° <*° lN & <#> o co in cn ex» - CO 0- CN r-C CO *3< <T\ NNiOrlrlrlriffcd)

O LD Cl <f 01 I I I H H rf H CN m 1 I I l CO

<D 1

Et* S 5 E ir. r-i 1/5 m en co in . u> ™ ^1 ^ O >.-« m *in ' n\ H v Ν' m co h'S"^ cn^incn^votHcrcco o\° 5.2 g> 'm h co σι in ^ ' rn ^ ^ co ^ ^ CU -H c

O

0 *» i-> ^

Ö w '-J

* M 3 '«A

’ * · ifO *cB 21

* o\0 C set > :<Ö «CTJ !fti C

' * ή sfO ·Η sfO > rH -H

» 4J > SCO SCO SCO > SCO SCO -h H ^ , * 1-0 CO -H SCO SCO CU -H SCO SCO sfO ^

,· - 0):(0>> sfO>>CU «U

• o H a -H -H CN a -H -H al'JT’ W SfO SCO ^ SfO SCO CO C ^ * ^ - sercua. ^aacN -^--1

» · U CO - SCO m h I

* , 0) CN ·ΪΓ -h SfO SCO SfO SfO (0 CN vt* - SfO =03 <D >> * [J 0) SfO - o r* CO > S(0 SfO SfO -H . o Γ- -H SCO SfO SfO sfö ro 1> o HU JJ SfO -H ro r-l 0) -H > > > u -H en iH W > SfO > SCO -H ήΗ

. ci XX > en > «co -h -h -h e en <d -h > -h > u u JO

• , O -h <U Qa SfO SfO 8(0 3 <u - ' > SCO -H SfO -H e Ή U

s, P co ffo > -h -h -h a a a 4J > -h -h a *b a =¾ 3 * ^ h o cu cncojen en en -h α&-υ h

QJ rH >QJ<U COCOOO^-HdJCUJU) O ON

# λ \ 0 -H>>EHChChCO(N J>> C£) '-O LT) O H* Ή.

*· ^ -H J 0< giHCXliHCOCN fO h m 4j enena.·'·'--' genencu P‘d . dj w ε to co ss>i>i>i ft js J ^ ^ ^ ^ k.% ^ 2 ** 4) CUOtJo^^^UiUi a Ό Ό >N>S>1>1>1 -H Λ 4* C 0 3ίίΝ*0«Ο*Ο*Ο»Ο _0 5 3 ή οο,α x: λ λ x: xx Γ·>·αο«(Ν«ο*ο:ο»ο*ο c·^

Π O UUUOUUUUU UUUOUUUUO MG

O ^c 000000000 000000000 fu

^ M W «J

» «τ’ 0 oooooomino ooooooinino

* H M, CDUDCPCDOOiHHCN CDUDVDeDOOHHCN !i^S

·· cncncncn^^^^in cncncncn^^^^Ln W [Q

N___ ·*:*: , §£

1 e TJ

• apH h oj * h s h * >

•UJ ^ PP* CV

* · Ä -H CL 2 ft Γ- • · O m E 2 ? -H ft ‘^ :3 2 e o o g* f, V1 ~ „ 1 ιΗ ιΗ έ φ , . e &p.H μ 3 * * rH ε ί* n 33 • · · M *<e f-» 3 w - d ‘-f en • rä * ;*g H 1»^ ^ _ - ...... 1 U **

11432C

-H

C (ΰ u Λ w >1 C N ~~~~ r-4 ®cTO — — '-'οο^0:^ G h-n ^ %ro (Λ h O «ιη ^ οο >ι ^73^27 ^7 Τ5 0 § g 1 ^

<υ SV

> ^ «ι.

OJ

ta-- 5 Cern >ι frg >«

m §:«" V5e^sH-"m-“S

“1 Sr Μ-α.» .^ο"’.

jj · ^λ o d v-.s u,v« 1 9 . 2 ° * 1/1 0 5^0- <Tt ö -H ’ -y 0) a , -8--3 ft + -S rt * ^ .2 fröj* * g |Ί·η ^SSsSujsg^ o iJ s ° Se .o«*.hV-« ® i—I Γ* k U.J S o '“oo - co r- ~ o ^ Oj * ^ o ° o 2 I -ΙΛ 04 i ^ » > 4_) G C Λί 0,.5 o4 7 ^ ό 1 ^ rn o a '5! gi* “ Ό t « 3 0) 3 !> -rh . -* m

p s--*J

o · Q 9 ' , (U

_r^ m cn i =e S V!

CQ . £ ;< o- g _ - O

O a>mmfrtS, (HiNuiH'i:iVD^Jco®·^ JV

0 + £ ηη-”"ω,-Γ:Η''0.".

Vt ^ ‘S Π V * C -H H V U3 V UI M ? H V ^ :5

μ .h ·* ^ ε -2 S ^ 3 v .S

ö ^ S g a 3.5 H

o\° “ S U > =o C 4-1 ro Cj m C__4-1 h u u ;ä % + £ ° H e V- -- ^ V (N 1 «C 5 >1 jJ 113 ‘H ti g p m "„,2 h£ £>£ -h e > i &TM 3ssssls§3's * *H oV> Wri7mC-H M i 0)

O'-' B

ti N o sa2i -H

Hr)UrlJj> -H 4-) 0) + S M to

V ,Ζ ΓΗ--4J (U

IS /4 ai to

rl r V Η I e -H

ö U ° -h i tö i—i , =0 + h a0 S, ^ *'·* Vi! r9 5 4j • J-1 ^ . 01 SmwHm,Nm'än'u1 ι-H (ti '·· h n II u·. m C'H tl) r-t . .; S,jJ ” 6 4«h p Sh O-Uffi s s | S .tl w -H O < m .2 > Se ra ö =tö «e CD (0 -H--.* ’*

· (UtCtÖ im DiOtU

H 4-1 4-1 S S « ε M O O Ό • tn ra •S>01 ste td w μ -η (V>< I O, e ·· ix, ?> <j Λιο e e w ω it /· ?«£ s ^ 3 g c o - ti Ή (Ö ? i> -rt uit· > p m td o

mSJa> -HPPPP

> a -h ai p p p •. p p a) a) <u

—--td o P P M

i—i e o o • · Λ, e j e e e ; ; ; ft e ^no . e ov> p . O 1 -h W i o\<> o\o =td . · m 3 v ω i i ε

».* ^ e il σ\ en a> (U

• 4 · rX .ho en - cq

* G ^ e — -n -H II O^i 4J

»»· i 4)0 (0 ·Η ·Η (<C il ff. ^ , I—I O Oi ~ ^ -d < -H < W fi 11 ^ Π l* »H -n g -H>!3WSW* W Λί

··· r-» 00 -H <****♦ -H

. (C « s>0HSS3t>>z tti Λ tj t) ai ..' E-i - - I " — — “ 2

11432C

o\° o\° o\° o\o o\° III I I Ö

ω o o o 0 OH

3 ö ö ö ö ö h I—I -Η Η Η £ Ή -H ·· CC (C (C fC Pj (C (C o\° & Pi Pi Pi Pj ' Pi

Ö ι ι i I O

-H LD CNIO IT3 CO H O

ωοΐ'ΓΟ'Η- If) N > O ~ rl

‘"j -Η -Ο - Ο - O OH ~0 ^ O

2 I—IO O O CTi O O 4-) hoooöooö u Ö Η I—I -H I—I -H I—I *H Η Ή r—I ·Η ι I Oj *0 i—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—10 ι—I i—I i—1i—I 0

q W >-i (C >-i (C >-icG Ö ί* Ö >ίπ5 jP

a rc •π m

H

£ o\° o\° o\° o\° o\° (C III I I Ö

P <D O O O OOH

^ ö Ö ö Ö pöh 1 I ι—I H -rl -rl ^ H H ·· •PO <c nj fö (C £u (C (C <λ° O > Pj Ρι ' Pj Pi Pj ' Pj T5 ö I I I o Oö <D o· in in m 10 o- in 03 o

Ö O ö H » (N - O - O H - O ^ H

E H » O -O -O O 03 - O -O

to Π3 HO O O O- O O JJ

n 3 oi h o a) a) ö o oö O O Ö -rH ι—1 -H r—) H ι—1 H -rH H r—1 -H r—1 Oi

O H O 'O ι—I ι—I ι—I ι—I ι—li—I ι—I O ι—I ι—I ι—I ι—I O

-Y P T"> pq >H(Ö >H (C >H CC >J Ö >J Ö O hP

^ λ; o H ö Ö ' h tn h

ö -Y

rc v ö

E“i CU H

ω P

h φ I—| (D o\° o\° o\° o\° o\° r—| I III I I ö

öo 000 OOH

TiH ÖÖÖ ÖÖH

pq P H H H 3 H H ·· 3 OJicö (O rC Pj cC i cC o\° H 2 Pj I Pj 'Pj Pj ' Pj Pj (H H LO 0-0 • O rt oo mo 030 io ho on o

^ O-OvO- O O ' O - H

- ‘ Pj (C ' H -H 'H on - H -O

: -h >oooinoo4J

'· ’I N HCUOCUOOOÖ t Pj H i—i H ι—I H ι—I H ι—i H H H i—I Pj

- · 3 O <—I ι—I ι—li—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I O

jj en >iid >i(i >in) >id! JhiU Ixm J

• · -H

: o

’ * *H

; ' . 4-1

- * · *H

: 2 o\° ‘ ^ I o\°

O I

o\° o\° Ö O

o\° I I H ö

I O O (C H

; ·· o ö ö a m Ö H H Oi

• ; h cc cc - E

CC Pj Pj E H - Ö

• Pj Pj E H H

• : Pj CC H ö

. .· CC H P 0) O

‘ * rC -P E - H M M

Ö Ö O H H ,Υ P

,, * H (C P H O H H

E-ι OJ iY Dj > 13 N

» »»

Claims

11432C 15

1. Zirkoniumlejeerinki kevytvesiydinreaktorin ydinrakenne- | elementeissä ja polttoainepäällysteessä käytettäväksi, tunnettu siitä, että se koostuu: tinasta (Sn) alu-5 eella yli 0,005 - alle 1,0 paino-%; raudasta (Fe) alueella yli 0,05 - alle 1,0 paino-%; kromista (Cr) alueella yli 0,02 - alle 1,0 paino-%; piistä alueella yli 50 - alle 300 ppm; volframista (W) alueella yli 0,01 - alle 1,0 paino-%; nikkelistä (Ni) alueella yli 0,007 ja alle 0,3 paino-%; ja jol-10 loin loppu 100 %:iin on zirkoniumia ja epäpuhtauksia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, tunnettu siitä, että mainittua tinaa on alueella alarajalla yli 0,1 ja ylärajalla alle 0,7 paino-%. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, tunnettu siitä, että mainittu tinaa on alueella alarajalla yli 0,3 paino-% ja ylärajalla alle 0,5 paino-%.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, tunnettu siitä, että mainittua rautaa on alueella alarajalla yli 0,2 paino-% ja ylärajalla alle 0,5 paino-%.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lej eerinkikoostumus, .] 25 tunnettu siitä, että mainittua rautaa on alueella alarajalla yli 0,3 paino-% ja ylärajalla alle 0,4 paino-%.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, tunnettu siitä, että mainittua kromia on alueella 30 alarajalla yli 0,05 paino-% ja ylärajalla alle 0,5 paino-%.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, *** tunnettu siitä, että mainittua kromia on alueella alarajalla yli 0,1 paino-% ja ylärajalla alle 0,2 paino-%. C: 35 11432C 16

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, , tunnettu siitä, että mainittua piitä on alueella yli 70 - 200 ppm.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, tunnettu siitä, että mainittua piitä on alueella yli 90 - 150 ppm.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, 10 tunnettu siitä, että mainittua volframia on alueella alarajalla yli 0,1 paino-% - yläraja alle 0,7 paino-%.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, : tunnettu siitä, että mainittua volframia on alueella 15 alarajalla yli 0,2 paino-% - yläraja alle 0,5 paino-%.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, tunnettu siitä, että mainittua nikkeliä on alueella alarajalla yli 0,05 paino-% - yläraja alle 0,2 paino-%. 20

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lejeerinkikoostumus, :* tunnettu siitä, että mainittua nikkeliä on alueella alarajalla yli 0,08 paino-% - yläraja alle 0,1 paino-%. *. 2 5 Patentkrav