FI63446C - Saett att aostadkomma en barriaer mot diffusion av koppar i et roer av en zirkoniumbaserad legering - Google Patents
Saett att aostadkomma en barriaer mot diffusion av koppar i et roer av en zirkoniumbaserad legering Download PDFInfo
- Publication number
- FI63446C FI63446C FI783496A FI783496A FI63446C FI 63446 C FI63446 C FI 63446C FI 783496 A FI783496 A FI 783496A FI 783496 A FI783496 A FI 783496A FI 63446 C FI63446 C FI 63446C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- tube
- copper
- zirconium
- copper layer
- thickness
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/16—Details of the construction within the casing
- G21C3/20—Details of the construction within the casing with coating on fuel or on inside of casing; with non-active interlayer between casing and active material with multiple casings or multiple active layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Description
—---- Γ(ι1 /<4. KUULUTUSJULKAISU , 7 „
Ma ^ (11) UTLÄGONINGSSKRIFT 634 4 6 ΦφΡϊχβ C ^45) Patentti ayönnelty 10 06 1933
Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.ik.3/I«c.a3 C 25 D 5A8 SUOMI—FINLAND (21) iw.ttiMwiw.-F*«*weeiuitos 783U96 15.11.78 V ' (23) Alkuptlvft—GiM|h«t*dag 15.11.78 (41) Tullut JulklMlul — ftlivk off«ftlif l6.09.79
PstMttl- jm nkiittrllwllltin (44) 28.02.83
Patent- och r«gltterstyr«lMn ' Ansöiun utiagd och utUkrtftwt publk*r»d (32)(33)(31) Pjry4**ty «*uoilMu*-»*fird pnoriut 15.03.78
Ruotsi-Sverige(SE) 7802976-6 (71) Aktiebolaget Asea-Atom, Box 53, S-721 0U Västeras 1, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Gunnar Vesterlund, VasterAs, Ruotsi-Sverige(SE) (7M Berggren Oy Ab (5*0 Tapa saada aikaan este kuparin diffuusiota vastaan sirkoniumpohjaisesta lejeeringistä valmistetussa putkessa - Sätt att ästadkomma en barriär mot diffusion av koppar i ett rör av en zirkoniumbaserad legering
Kapseliputkina ydinreaktorien polttoainetta varten käytetään normaalisti ohutseinäisiä Zirkaloy-putkia. Tällaiset putket voidaan sisäpuolelta vuorata kuparilla niiden vastustuskyvyn lisäämiseksi fissio-tuotteiden aiheuttamaa jännityskorroosiota vastaan. Vuorauksen on neutronitaloudellisista syistä oltava ohut. Tällaisten kapseli-putkien eräänä ongelmana on, että kupari diffundoituu ydinreaktorin käytön aikana kapseliputkeen, niin että kuparivuoraus jonkin ajan kuluttua menettää kykynsä suojata Zirkaloy-putkea. Eräänä mahdollisuutena estää kuparin diffuusio Zirkaloy-putkeen on varustaa putki sirkoniumdioksidipäällysteellä ennen kuparivuorauksen kiinnitystä. Tällaisen tavan haittana on kuitenkin se, että kuparikerrosta ei voida levittää elektrolyyttisesti, vaan kupari on sen sijaan peikko saostaa kemiallisin menetelmin, jotka vievät huomattavasti pidemmän ajan kuin galvaaniset menetelmät. Toisena haittana on se, että sirkoniumdioksidi-päällyste vaikeuttaa kuparikerroksen levitystä kemiallisin menetelmin, koska tällöin on pakko käyttää aktivointiaineita ja näiden vahingollisten jäännöksien poisto aiheuttaa ongelmia.
63446
Esillä olevan keksinnön mukaisesti on osoittautunut mahdolliseksi valmistaa sirkoniumpohjaisista lejeeringeistä putkia, joissa sisäpuolisesta kuparikerroksesta ei tapahdu lainkaan tai ei juuri lainkaan kuparin diffuusiota. Silti voidaan käyttää hyväksi niitä suuria etuja, joita kuparikerroksen elektrolyyttinen levitys tarjoaa.Keksinnön mukainen tapa yksinkertaistaa lisäksi kuparikerroksen levitystä kemiallisin menetelmin.
Esillä olevan keksinnön kohteena on tapa, jonka avulla sirko-niumpohjäisestä lejeeringistä valmistetussa putkessa, joka on sisäpuolisesti varustettu kuparikerroksella, saadaan aikaan este kuparin diffuusiota vastaan sirkoniumpohjäiseen lejeerin-kiin, tunnettu siitä, että ainakin putken sisäseinä sovitetaan kosketukseen vesihöyryn kanssa 200-550°C:n lämpötilassa, kunnes kuparikerroksen ja sirkoniumpohjaisesta lejeeringistä valmistetun putken välille on muodostunut este, joka koostuu ainakin pääasialliselta osalta sirkoniumoksidistä. Kuparikerros levitetään paikalleen edullisesti elektrolyyttisesti.
Sirkoniumpohjäinen lejeerinki on edullisesti sirkonium-tina-lejeerinki, esim. kauppanimillä Zirkaloy 2 ja Zirkaloy 4 tunnetut, sirkoniumpohjäiset lejeeringit, jotka sisältävät 1,2-1,7 paino-% Sn, 0,07-0,24 paino-% Fe, 0,05-0,15 paino-% Cr, 0-0,8 paino-% Ni, 0,09-0,16 paino-% O, loput sirkoniumia ja mahdollisesti esiintyviä, tavallisia epäpuhtauksia.
On osoittautunut edulliseksi sekoittaa vesihöyryyn 0,01-50 ppm vetyä. Tällainen vedyn lisäys parantaa nimittäin kuparikerroksen kiinnittymistä alustaansa. Tällainen parempi kiinnitys voidaan myös saada aikaan suorittamalla putkelle esteenmuodostuskäsit-telyn jälkeen lämpökäsittely 300-800°C:ssa tyhjön alaisena tai sirkoniumille ja kuparille inertissä kaasukehässä, esim. argoni-tai heliumkehässä. Tietysti sekä vedyn lisäystä että lämpökäsittelyä voidaan käyttää kiinnityksen parantamiseen.
Kuparikerroksella, jonka on oltava sitkeää mekaanisia rasituksia kestääkseen, on sopivasti paksuus 1-25 ^um.
Putken käsittely vesihöyryllä suoritetaan niin pitkän ajan kuluessa 200-550°C:ssa, että saadaan tehokas este kuparin diffuusiota 6 34 4 6 vastaan sirkoniumpohjäiseen lejeerinkiin. Muodostettu este on muodoltaan välittömästi kuparikerroksen sisäpuolella sijaitseva kerros, ja se koostuu oksidikerroksesta, joka ainakin pääosaksi on sirkoniumdioksidia ja jonka paksuus on 0,01-10 ^um, edullisesti 0,1-10 ^um.
Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin suoritusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirustukseen.
Putki, joka on valmistettu Zirkaloy 2:sta ja johon kapseloidaan kevytvesireaktoriin menevää polttoainetta, aktivoidaan vesi-liuoksella, joka sisältää 0,2 moolia/1 ammoniumfluoridia ja 0,13 moolia/1 fluorivetyhappoa. Putki varustetaan sisäpuolisella kupariverhouksella. Tällöin putki voi olla liitettynä tasavirtalähteen negatiiviseen napaan, kun taas putken keskelle sovitettu esim. kuparianodi on tällöin liitettynä tasavirtalähteen positiiviseen napaan. Elektrolyyttiä, joka voi olla rikkihapanta kuparisulfaattiliuosta, jonka pH-arvo on 0,5, syötetään putken ja anodin väliseen tilaan, mahdollisesti liikuttamalla nutkea ja anodia toistensa suhteen. Elektrolyysi 2 voi tapahtua käyttämällä virran tiheyttä n. 0,3 A/cm . Useita tällä tavoin käsiteltyjä putkia, joissa kuparikerroksen paksuus on 5 ^,um, käsitellään kuvion mukaisessa autoklaavissa.
Autoklaavissa 1 on kansi 2. Se voi olla varustettu vaippaan sovitetulla lämmityslaitteella, esim. lämpökierukoilla, tai sitä voidaan lämmittää esim. lämpimällä ilmalla ulkopuolelta. Autoklaavi on ylhäältä varutettu putkella 3, johon kuuluu avattava ja suljettava venttiili 4, ja alhaalta toisella putkella 5, joka sisältää avattavan ja suljettavan venttiilin 6. Ennen kuin putket sijoitetaan autoklaaviin, autoklaavi täytetään vedellä katkoviivalla merkittyyn tasoon 7 asti, ja vettä keitetään ilmakehän paineessa noin puolen tunnin ajan pitämällä venttiili 4 auki. Tämän käsittelyn aikana vedestä poistetaan kaasut ja poistuvat kaasut, mm. happi, poistuvat autoklaavista putken 3 kautta. Kansi poistetaan sen jälkeen ja sisäpuolisella kuparivuorauk-sella varustetut putket 8 sijoitetaan autoklaaviin telineeseen 9 ja kansi pannaan jälleen paikoilleen. Teline on rakenteeltaan sellainen, että putkien sisäosa on avoimessa yhteydessä ympäristöön. Lisäkeiton jälkeen, jonka aikana putkien sisäänviennin
Claims (4)
1. Tapa, jonka avulla sirkoniumpohjäisestä lejeeringistä valmistetussa putkessa, joka on sisäpuolisesti varustettu kupari-kerroksella, saadaan aikaan este kuparin diffuusiota vastaan sirkoniumpohjäiseen lejeerinkiin, tunnettu siitä, että ainakin putken sisäseinä sovitetaan kosketukseen vesihöyryn kanssa 200-550°C:n lämpötilassa, kunnes kuparikerroksen ja sirkoniumpoh jäisestä lejeeringistä valmistetun putken välille on muodostunut este, joka koostuu ainakin pääasialliselta osalta sirkoniumoksidista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että kuparikerroksen paksuus on 1-25 ^um.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että esteen paksuus on 0,01-10 ^um.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että aineeseen lisätään 0-50 ppm vetyä.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7802976A SE422474B (sv) | 1978-03-15 | 1978-03-15 | Sett att i ett ror av en zirkoniumbaserad legering med invendigt, elektrolytiskt anbragt skikt av koppar astadkomma en barrier mot indiffusion av koppar i den zirkoniumbaserade legeringen |
SE7802976 | 1978-03-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI783496A FI783496A (fi) | 1979-09-16 |
FI63446B FI63446B (fi) | 1983-02-28 |
FI63446C true FI63446C (fi) | 1983-06-10 |
Family
ID=20334322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI783496A FI63446C (fi) | 1978-03-15 | 1978-11-15 | Saett att aostadkomma en barriaer mot diffusion av koppar i et roer av en zirkoniumbaserad legering |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4233086A (fi) |
JP (1) | JPS54124840A (fi) |
BE (1) | BE872011A (fi) |
CA (1) | CA1106242A (fi) |
DE (1) | DE2849798C2 (fi) |
DK (1) | DK506578A (fi) |
ES (1) | ES475449A1 (fi) |
FI (1) | FI63446C (fi) |
FR (1) | FR2419984A1 (fi) |
GB (1) | GB2019445B (fi) |
IT (1) | IT7869616A0 (fi) |
NL (1) | NL7811532A (fi) |
NO (1) | NO783788L (fi) |
SE (1) | SE422474B (fi) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4445942A (en) * | 1979-11-26 | 1984-05-01 | General Electric Company | Method for forming nuclear fuel containers of a composite construction and the product thereof |
ES493246A0 (es) * | 1979-11-26 | 1981-11-01 | Gen Electric | Metodo para producir un recipiente con destino a reactores nucleares de fision. |
US4659540A (en) * | 1979-11-26 | 1987-04-21 | General Electric Company | Composite construction for nuclear fuel containers |
DE3032480C2 (de) * | 1980-08-28 | 1983-10-13 | C. Conradty Nürnberg GmbH & Co KG, 8505 Röthenbach | Verfahren zur Abtragung elektrokatalytisch wirksamer Schutzüberzüge von Elektroden mit Metallkern und Anwendung des Verfahrens |
US4938918A (en) * | 1984-01-13 | 1990-07-03 | Westinghouse Electric Corp. | Element immersed in coolant of nuclear reactor |
US5331676A (en) * | 1993-12-06 | 1994-07-19 | Westinghouse Electric Corp. | Calibration fixture for induction furnace |
US5759623A (en) * | 1995-09-14 | 1998-06-02 | Universite De Montreal | Method for producing a high adhesion thin film of diamond on a Fe-based substrate |
US6512806B2 (en) * | 1996-02-23 | 2003-01-28 | Westinghouse Atom Ab | Component designed for use in a light water reactor, and a method for the manufacture of such a component |
US5741372A (en) * | 1996-11-07 | 1998-04-21 | Gugel; Saveliy M. | Method of producing oxide surface layers on metals and alloys |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2899345A (en) * | 1959-08-11 | Method of making titanium dioxide capacitors | ||
FR1448044A (fr) * | 1965-04-09 | 1966-08-05 | Siemens Ag | Semi-produits à base de zirconium |
DE1521998A1 (de) * | 1966-09-30 | 1969-08-21 | Siemens Ag | Verfahren zur Voroxidation von Kernreaktorbauteilen aus Zirkonlegierungen |
FR1511076A (fr) * | 1966-12-14 | 1968-01-26 | Commissariat Energie Atomique | élément combustible pour réacteur nucléaire et son procédé de fabrication |
GB1217504A (en) * | 1967-11-07 | 1970-12-31 | Euratom | Dehydrogenation of zirconium or zirconium alloy bodies |
US4017368A (en) * | 1974-11-11 | 1977-04-12 | General Electric Company | Process for electroplating zirconium alloys |
US4029545A (en) * | 1974-11-11 | 1977-06-14 | General Electric Company | Nuclear fuel elements having a composite cladding |
US4093756A (en) * | 1976-10-04 | 1978-06-06 | General Electric Company | Process for electroless deposition of metals on zirconium materials |
-
1978
- 1978-03-15 SE SE7802976A patent/SE422474B/sv unknown
- 1978-11-02 JP JP13567278A patent/JPS54124840A/ja active Pending
- 1978-11-10 NO NO783788A patent/NO783788L/no unknown
- 1978-11-14 DK DK506578A patent/DK506578A/da not_active Application Discontinuation
- 1978-11-14 GB GB7844374A patent/GB2019445B/en not_active Expired
- 1978-11-14 BE BE191731A patent/BE872011A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-11-15 FI FI783496A patent/FI63446C/fi not_active IP Right Cessation
- 1978-11-16 IT IT7869616A patent/IT7869616A0/it unknown
- 1978-11-16 DE DE2849798A patent/DE2849798C2/de not_active Expired
- 1978-11-23 NL NL7811532A patent/NL7811532A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-11-27 ES ES475449A patent/ES475449A1/es not_active Expired
- 1978-11-28 US US05/964,192 patent/US4233086A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-12-01 FR FR7833952A patent/FR2419984A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-12-05 CA CA317,449A patent/CA1106242A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES475449A1 (es) | 1980-04-01 |
US4233086A (en) | 1980-11-11 |
DE2849798A1 (de) | 1979-09-27 |
FR2419984A1 (fr) | 1979-10-12 |
JPS54124840A (en) | 1979-09-28 |
CA1106242A (en) | 1981-08-04 |
SE422474B (sv) | 1982-03-08 |
GB2019445B (en) | 1982-06-03 |
BE872011A (fr) | 1979-03-01 |
SE7802976L (sv) | 1979-09-16 |
FI63446B (fi) | 1983-02-28 |
NO783788L (no) | 1979-09-18 |
GB2019445A (en) | 1979-10-31 |
DE2849798C2 (de) | 1983-07-21 |
FI783496A (fi) | 1979-09-16 |
IT7869616A0 (it) | 1978-11-16 |
NL7811532A (nl) | 1979-09-18 |
DK506578A (da) | 1979-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI92355C (fi) | Ydinpolttoaine-elementti sekä menetelmä ydinpolttoaineen komposiittiverhoussäiliön käsittelemiseksi | |
FI63446B (fi) | Saett att aostadkomma en barriaer mot diffusion av koppar i et roer av en zirkoniumbaserad legering | |
US5793830A (en) | Metal alloy coating for mitigation of stress corrosion cracking of metal components in high-temperature water | |
EP0181192A1 (en) | Method of reducing radioactivity in nuclear plant | |
JPH0720277A (ja) | Bwrプラントの炉水制御方法,低炉水放射能濃度bwrプラントおよびbwr用燃料被覆管 | |
SE444368B (sv) | Forfarande for framstellning av en behallare for kernbrensle for anvendning i kernklyvningsreaktorer samt behallare framstelld enligt forfarandet | |
US5328524A (en) | Process for the surface oxidation of a part composed of passivatable metal, and fuel assembly elements composed of metal alloy covered with a protective oxide layer | |
US4071587A (en) | Method of making ZrH fuel element | |
US2969309A (en) | Neutronic reactor fuel element and method of manufacture | |
EP0034733A1 (en) | Method for treating a tube of a zirconium-based alloy when applying a protective layer | |
US3864220A (en) | Method for Reducing Hydrogen Absorption of Zirconium by Anodizing | |
JPS57131391A (en) | Heat and corrosion resistant film forming material and its manufacture | |
Mattsson | Corrosion resistance of canisters for final disposal of spent nuclear fuel | |
JPS6295498A (ja) | 原子力発電プラントの製造法 | |
Watanabe et al. | Reaction between uranium carbides and liquid sodium | |
Watanabe et al. | Oxidation of uranium carbides in sodium with a small oxygen content | |
JP2995025B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料被覆管及び燃料棒並びにその製造方法 | |
NO133808B (fi) | ||
SE516045C2 (sv) | Komponent innefattande en zirkoniumlegering, förfarande för att tillverka nämnda komponent samt en nukleär anläggning innefattande nämnda komponent | |
GB861700A (en) | A process of concentrating the uranium and/or plutonium content in an aluminium alloy, and apparatus therefor | |
JPH04190191A (ja) | 核燃料被覆管 | |
JPH07248391A (ja) | 核燃料被覆管およびその製造方法 | |
EP0176379A1 (en) | Vanadium alloy having improved oxidation resistance | |
Mitsuyama et al. | COMPATIBILITY OF YTTRIA (Y203) WITH LIQUID LITHIUM | |
JPS6138435B2 (fi) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: AKTIEBOLAGET ASEA-ATOM |