FI72007B - SAETT ATT TILLVERKA KAPSELROER AV ZIRKONIUMBASERAD LEGERING FOR BRAENSLESTAVAR TILL KAERNREAKTORER - Google Patents

SAETT ATT TILLVERKA KAPSELROER AV ZIRKONIUMBASERAD LEGERING FOR BRAENSLESTAVAR TILL KAERNREAKTORER Download PDF

Info

Publication number
FI72007B
FI72007B FI822395A FI822395A FI72007B FI 72007 B FI72007 B FI 72007B FI 822395 A FI822395 A FI 822395A FI 822395 A FI822395 A FI 822395A FI 72007 B FI72007 B FI 72007B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
zirconium
temperature
annealing
based alloy
cold rolling
Prior art date
Application number
FI822395A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI822395L (en
FI822395A0 (en
FI72007C (en
Inventor
Gunnar Vesterlund
Original Assignee
Asea Atom Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Atom Ab filed Critical Asea Atom Ab
Publication of FI822395A0 publication Critical patent/FI822395A0/en
Publication of FI822395L publication Critical patent/FI822395L/en
Application granted granted Critical
Publication of FI72007B publication Critical patent/FI72007B/en
Publication of FI72007C publication Critical patent/FI72007C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/186High-melting or refractory metals or alloys based thereon of zirconium or alloys based thereon
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02Fuel elements
    • G21C3/04Constructional details
    • G21C3/06Casings; Jackets
    • G21C3/07Casings; Jackets characterised by their material, e.g. alloys
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

7200772007

Tapa valmistaa kapseliputkia zirkoniumiin perustuvasta seoksesta ydinreaktorien polttoainesauvoja vartenA method of making capsule tubes from a zirconium-based alloy for nuclear reactor fuel rods

Esillä oleva keksintö koskee tapaa valmistaa ydinreakto-reitten polttoainesauvojen kapseliputkia zirkoniumpohjäisestä lejeeringistä.The present invention relates to a method of making capsule tubes for nuclear reactor fuel rods from a zirconium-based alloy.

Ydinreaktoreitten polttoainesauvojen kapseliputkina on normaalisti käytetty zirkoniumpohjäistä, nimellä Zircaloy tunnetuista lejeeringeistä valmistettuja ohutseinäisiä putkia. Nämä lejeeringit sisältävät lejeerausaineina tinaa, rautaa ja nikkeliä. Zircaloy-lejeeringissä on a-faasi stabiili alle 790°C:ssa, β-faasi yli 950°C:een, kun taas kaksifaasialue a + 8~faasialue esiintyy alueella 790-950°C. a-faasissa on zirkoniumatomit järjestäytyneet tiiviisti pakkautuneeksi kuusikulmaiseksi hilaksi ja β-faa-sissa kuutiomaiseksi avaruushilaksi. Zircaloyn nk. 8-pääs-tössä, jolla pyritään aikaansaamaan materiaaliin haluttuja ominaisuuksia, kuten parempia korroosio-ominaisuuksia, kuumennetaan materiaali β-faasialueen lämpötilaan ja jäähdytetään sitten nopeasti α-faasialueen lämpötilaan.Zirconium-based, thin-walled tubes made of alloys known as Zircaloy have normally been used as capsule tubes for fuel rods in nuclear reactors. These alloys contain tin, iron and nickel as alloying agents. In the Zircaloy alloy, the α-phase is stable below 790 ° C, the β-phase above 950 ° C, while the two-phase region α + 8 ~ phase region occurs in the range 790-950 ° C. in the α-phase, the zirconium atoms are organized into a tightly packed hexagonal lattice and in the β-phase into a cubic space lattice. In the so-called 8-pass of Zircaloy, which aims to provide the material with the desired properties, such as better corrosion properties, the material is heated to the temperature of the β-phase region and then rapidly cooled to the temperature of the α-phase region.

Zircaloy-kapseliputkien tavanomaisessa valmistuksessa suoritetaan ρ-päästö materiaalille sen jälkeen, kun valanne on taottu tangoiksi. Kun tangoista on valmistettu suula-kepuristukseen sopivia aihioita, ne suulakepuristetaan α-faasialueella alle 680°C lämpötilassa, jonka jälkeen suu-lakepuristettu tuote kylmävalssataan useassa vaiheessa ja se saatetaan kahden peräkkäisen kylmävalssauksen välissä lämpötila-alueella 625-700°C tapahtuvaan hehkutukseen, välihehkutukseen, jotta olisi mahdollista suorittaa myöhemmin seuraava kylmävalssaus. Suulakepuristetun tuotteen jäähdytys kunkin välihehkutuksen jälkeen tapahtuu suhteellisen hitaasti korkeintaan nopeudella 3°C/min lähinnä hehkutuslämpötilaa alempana olevalla lämpötila-alueella ja käyttämättä mitään jäähdytysvällainetta. Viimeisen 2 72007 kylmävalssausvaiheen jälkeen suoritetaan lopullinen hehkutus, joka antaa materiaalille halutut mekaaniset ominaisuudet. Loppuhehkutus voidaan suorittaa lämpötiloissa 400-700°C.In the conventional manufacture of Zircaloy capsule tubes, ρ is released onto the material after the ingot is forged into bars. Once the ingots are made into extruded blanks, they are extruded in the α-phase region at a temperature below 680 ° C, after which the extruded product is cold-rolled in several stages and subjected to glow-in between 625-700 ° C between two successive cold-rolls. in order to be able to carry out the next cold rolling later. The cooling of the extruded product after each intermediate annealing takes place relatively slowly at a maximum rate of 3 ° C / min, mainly in the temperature range below the annealing temperature and without the use of any cooling means. After the last 2 72007 cold rolling step, a final annealing is performed which gives the material the desired mechanical properties. The final annealing can be performed at temperatures of 400-700 ° C.

Tähän asti käytettyjen vaatimusten mukaisesti valmistetut Zircaloy-putket ovat yleensä osoittautuneet riittävän korroosionkestäviksi ydinreaktoreissa vallitsevissa käyttöolosuhteissa. Kehitys kulkee kuitenkin kohti yhä suurempaa polttoaineen käyttöastetta, mikä merkitsee polttoaine-elementtien pitempiä käyttöaikoja. Kapselointimate-riaali joutuu tällöin korroosiota aiheuttavan veden alaiseksi aiempaa normaalia pitemmäksi ajaksi, mikä lisää korroosiovaurioriskiä. Tämän takia on haluttu parantaa käytettyjen lejeerinkien korroosio-ominaisuuksia ilman, että niitten mekaaniset ominaisuudet muuttuvat epäsuotuisasti.Zircaloy pipes manufactured in accordance with the requirements used so far have generally proved to be sufficiently corrosion-resistant under the operating conditions prevailing in nuclear reactors. However, the trend is towards ever higher fuel utilization, which means longer fuel cell life. The encapsulation material is then exposed to corrosive water for a longer period of time than normal, which increases the risk of corrosion damage. For this reason, it has been desired to improve the corrosion properties of the alloys used without adversely altering their mechanical properties.

Muun muassa US-patenttijulkaisusta 4 238 251 on ennestään tunnettua se, että valmiiksi tehdyn Zircaloy-putken g-päästöllä voidaan parantaa putken kestävyyttä korkeapaineisessa vedessä ja höyryssä tapahtuvaa, nk. nopeutunutta nodulaarista korroosiota vastaan. Kuten ilmenee US-patentti julkaisusta 3 865 635, on mahdollista aikaansaada hyvillä mekaanisilla ominaisuuksilla varustettuja Zircaloy-putkia β-päästämällä suulakepuristettu tuote, ennenkuin se saatetaan viimeiseen kylmävalssaukseen.It is previously known, inter alia, from U.S. Pat. No. 4,238,251 that the g-emission of a prefabricated Zircaloy pipe can improve the pipe's resistance to so-called accelerated nodular corrosion in high-pressure water and steam. As disclosed in U.S. Patent 3,865,635, it is possible to provide Zircaloy tubes with good mechanical properties by β-passing an extruded product before it is subjected to the final cold rolling.

Tarkkaa syytä parantuneeseen kestävyyteen nopeutunutta nodulaarista korroosiota vastaan, joka saavutetaan β-pääs-töllä, ei ole vielä täysin selvitetty. Kuitenkin katsotaan parantumisen olevan yhteydessä materiaalissa olevien metallien välisten yhdisteiden suuruuteen ja jakautumaan. Metallien väliset yhdisteet, nk. sekundäärifaasit, muodostuvat kemiallisista yhdisteistä, jotka sisältävät zirkoniumin lisäksi etupäässä rautaa, kromia ja nikkeliä, jotka esiintyvät partikkelimuodossa, β-päästössä aikaansaadun 3 72007 purkautumis- ja uudelleenlohkeiluprosessin tuloksena pienenee osaksi partikkelien koko ja osaksi sen tuloksena on tasaisesti jakautuneitten partikkelien uudelleen jakautuminen partikkeleiksi, jotka muodostavat vyöhykkeitä g-faasin muuttumisessa syntyneitten α-rakeiden raerajoille.The exact reason for the improved resistance to accelerated nodular corrosion achieved by β-release has not yet been fully elucidated. However, the improvement is considered to be related to the size and distribution of the intermetallic compounds in the material. The intermetallic compounds, the so-called secondary phases, consist of chemical compounds containing, in addition to zirconium, mainly iron, chromium and nickel, which are present in particulate form, as a result of the 3 redistribution into particles that form zones at the grain boundaries of α-granules formed by g-phase change.

Valmiin kapseliputken g-päästö huonontaa putken muokattavuutta, mikä on menetelmän epäkohta. Suulakepuristetun tuotteen g-päästö ennen lopulliseen paksuuteen tapahtuvaa kylmävalssausta aiheuttaa valmiin putken mekaanisiin ominaisuuksiin pienehköjä huononnuksia, g-päästö aiheuttaa kuitenkin riippumatta siitä, suoritetaanko se valmiille putkelle tai ennen viimeistä kylmävalssausvaihetta, tuotoksen alentumista lisääntyneen hylyn muodossa sekä lisäksi materiaalitappioita sen takia, että g-päästö aikaansaa poistettavan oksidikerroksen muodostumista putken pinnalle. g-päästö on lisäksi sinänsä menetelmä, joka monimutkaistaa kapseliputkien valmistusta.The g-emission of the finished capsule tube impairs the formability of the tube, which is a disadvantage of the method. The g-emission of the extruded product before cold rolling to the final thickness causes minor deterioration in the mechanical properties of the finished pipe, however, the g-emission causes it regardless of whether it is applied to the finished pipe or before the final cold rolling step causes the formation of a removable oxide layer on the surface of the pipe. In addition, g-emission is in itself a method that complicates the manufacture of capsule tubes.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti on osoittautunut olevan mahdollista valmistaa ydinreaktoreitten polttoainesauvojen käpseliputkia, joilla on yhtä hyvä kestävyys nodulaarista korroosiota vastaan ja ainakin yhtä hyvät mekaaniset ominaisuudet kuin parhaimmilla ennestään tunnetuilla kapseli-putkilla, jolloin keksinnössä ei käytetä hyväksi g-päästöä suulakepuristuksen jälkeen.In accordance with the present invention, it has proven possible to produce nozzle tubes for nuclear reactor fuel rods with as good resistance to nodular corrosion and at least as good mechanical properties as the best prior art capsule tubes, whereby the invention does not utilize g-emission after extrusion.

Keksintö koskee tapaa valmistaa ydinreaktoreitten poltto-ainesauvojen kapseliputkia zirkoniumpohjaisesta lejeerin-gistä, jolloin zirkoniumpohjainen lejeerinki suulakepu-ristetaan alle 680°C lämpötilassa ja suulakepuristettu tuote saatetaan kylmävalssauksiin ja hehkutuksiin, väliheh-kutuksiin, kylmävalssausten välissä, joista ainakin yksi välihehkutus suoritetaan yli 650°C lämpötilassa a-faasi-alueella, jonka jälkeen suoritetaan loppuhehkutus viimeisen kylmävalssauksen jälkeen ja sille on tunnusomaista se, että suulakepuristettu tuote jäähdytetään kunkin yli 650°CThe invention relates to a process for the manufacture of capsule tubes for fuel rods for nuclear reactors from a zirconium-based alloy, wherein the zirconium-based alloy is extruded at a temperature below 680 ° C and the extruded product is subjected to cold rolling and annealing. in the α-phase region, followed by final annealing after the last cold rolling, characterized in that the extruded product is cooled to more than 650 ° C each

4 72007 lämpötilassa α-faasialueella tapahtuvan välihehkutuksen jälkeen nopeudella, joka välihehkutuslämpötilan ja 650°C välillä nousee vähintään arvoon 5°C/min, ennenkuin se saatetaan myöhempänä seuraavaan kylmävalssaukseen, ja että yli 650°C lämpötilassa α-faasialueella tapahtuvan viimeisen välihehkutuksen jälkeiset hehkutukset suoritetaan kor-keintään 600°C lämpötilassa. Yli 650°C lämpötilassa a-faasialueella tapahtuva välihehkutus suoritetaan etupäässä lämpötila-alueella 675-725°C. Jäähdytys voi tapahtua edullisesti uunissa, joka on täytetty hyvän lämmönjohtokyvyn omaavalla heliumilla. Jäähdytys voi tapahtua mielivaltaisella yli 5°C/min nopeudella. Yli 650°C lämpötilassa α-faasialueella tapahtuvan hehkutuksen kestoaika on 0,5-10 tuntia.4 72007 after intermediate annealing in the α-phase range at a rate of at least 5 ° C / min between the intermediate annealing temperature and 650 ° C before it is subsequently subjected to the next cold rolling, and that after the last intermediate annealing in the α-phase range above 650 ° C at a maximum temperature of 600 ° C. Intermediate annealing at a temperature above 650 ° C in the α-phase range is mainly performed in the temperature range 675-725 ° C. Cooling can preferably take place in an oven filled with helium having good thermal conductivity. Cooling can take place at an arbitrary rate of more than 5 ° C / min. The duration of annealing in the α-phase range at temperatures above 650 ° C is 0.5-10 hours.

Viimeisen kylmävalssauksen jälkeen saatetaan suulakepuris-tettu tuote lämpötilassa 400-600°C, etupäässä 525-575°C, tapahtuvaan loppuhehkutukseen.After the last cold rolling, the extruded product is subjected to final annealing at a temperature of 400-600 ° C, mainly 525-575 ° C.

Valmistettaessa kapseliputkia keksinnön mukaisesti on huomattu, että valmiin kapseliputken sekundäärifaasin partikkelien koko, samoin kuin β-päästöä käytettäessä, on huomattavasti pienempi kuin valmistettaessa kapseliputkia tavalliseen tapaan ilman suulakepuristuksen jälkeen tapahtuvaa β-päästöä. Sekundäärifaasin partikkelit ovat kuitenkin päinvastoin kuin aiemmin tunnetuissa menetelmissä β-päästön jälkeen jakautuneet homogeenisesti materiaaliin. Ajateltavissa on, että keksinnön mukaisesti saavutettu sekundäärifaasin partikkelien pieni koko yhdessä niitten homogeenisen jakautumisen kanssa muodostavat yhdistelmän, joka vaikuttaa suotuisasti antaen hyvän kestävyyden nodulaarista korroosiota vastaan ja hyvät mekaaniset ominaisuudet.When manufacturing capsule tubes according to the invention, it has been found that the particle size of the secondary phase of the finished capsule tube, as well as when using β-release, is considerably smaller than when preparing capsule tubes in the usual way without β-release after extrusion. However, in contrast to previously known methods, the secondary phase particles are homogeneously distributed in the material after β-emission. It is conceivable that the small size of the secondary phase particles achieved according to the invention, together with their homogeneous distribution, form a combination which has a favorable effect, giving good resistance to nodular corrosion and good mechanical properties.

Zirkoniumpohjäinen lejeerinki muodostuu etupäässä zirko-nium-tina-lejeeringistä, esimerkiksi kauppanimellä 5 72007The zirconium-based alloy consists mainly of zirconium-tin alloy, for example under the trade name 5 72007

Zircaloy 2 ja Zircaloy 4 tunnetuista lejeeringeistä, joiden lejeerausainesisältö on rajoissa 1,2-1,7 % tinaa, 0,07-0,24 % rautaa, 0,05-0,15 % kromia ja 0-0,08 % nikkeliä lopun ollessa zirkoniumia ja mahdollisesti esiintyviä tavallisia epäpuhtauksia, jolloin esitetyt prosentit, kuten kaikki hakemuksessa esitetyt prosentit, ovat painoprosentteja. Zircaloy 2 sisältää 1,2-1,7 % tinaa, 0,07-0,20 % rautaa, 0,05-0,15 % kromia ja 0,03-0,08 % nikkeliä. Zircaloy 4 sisältää 1,2-1,7 % tinaa, 0,18-0,24 % rautaa, 0,07-0,13 % kromia eikä ollenkaan nikkeliä.Zircaloy 2 and Zircaloy 4 known alloys with an alloying agent content in the range of 1.2-1.7% tin, 0.07-0.24% iron, 0.05-0.15% chromium and 0-0.08% nickel in the rest in the case of zirconium and any common impurities that may be present, the percentages given being, like all percentages given in the application, percentages by weight. Zircaloy 2 contains 1.2-1.7% tin, 0.07-0.20% iron, 0.05-0.15% chromium and 0.03-0.08% nickel. Zircaloy 4 contains 1.2-1.7% tin, 0.18-0.24% iron, 0.07-0.13% chromium and no nickel at all.

Zirkoniumpohjainen lejeerinki saatetaan etupäässä β-pääs-töön ennen suulakepuristusta, so. se kuumennetaan ρ-faasi-alueen lämpötilaan ja jäähdytetään nopeasti a-faasialueen lämpötilaan. On kuitenkin mahdollista käyttää zirkonium-pohjaista lejeerinkiä ilman, että se saatetaan 8-päästöön. Ennen suulakepuristusta tapahtuva β-päästö suoritetaan kuumentamalla lejeerinki sopivimman lämpötila-alueelle 950-1250°C, ennen kaikkea alueelle 1000-1150°C ja jäähdyttämällä se nopeasti α-faasialueen lämpötilaan. Jäähdytys käytetystä 8-faasialueen lämpötilasta lämpötilaan 790°C tapahtuu tällöin sopivasti nopeudella l-5°C/sek ja jäähdytys lämpötilasta 790°C lämpötilaan 500°C tai sen alle tapahtuu sopivasti yli 5°C/min nopeudella.The zirconium-based alloy is subjected primarily to β-release prior to extrusion, i. it is heated to the temperature of the ρ-phase region and rapidly cooled to the temperature of the α-phase region. However, it is possible to use a zirconium-based alloy without subjecting it to 8-emission. The β-emission prior to extrusion is carried out by heating the alloy to the most suitable temperature range of 950-1250 ° C, above all to the range of 1000-1150 ° C and rapidly cooling it to the temperature of the α-phase range. Cooling from the temperature of the 8-phase region used to 790 ° C then takes place suitably at a rate of 1-5 ° C / sec and cooling from 790 ° C to 500 ° C or below takes place suitably at a rate of more than 5 ° C / min.

Keksintöä kuvataan lähemmin toteutusesiraerkillä.The invention is described in more detail in the embodiment.

Zircaloy 2-valanne taotaan tangoksi, jonka paksuus on 150-200 mm. Tanko saatetaan 8-päästöön kuumentamalla se lämpötilaan 1050°C 15 min ajaksi ja jäähdytetään huoneen lämpötilaan nopeudella 5-10°C/sek. Tangosta valmistetaan suulakepuristusaihioita. Nämä suulakepuristetaan ilman sitä edeltävää kuumennusta. Suulakepuristettu tuote kylmävals-sataan sen jälkeen kolme kertaa, jolloin putken ulkoläpi-mitaksi tulee lopullisesti 12,3 mm. Ensimmäisen ja toisen sekä toisen ja viimeisen valssauksen välissä suulakepu-ristettua tuotetta hehkutetaan 700°C lämpötilassa 1 tunnin 6 72007 ajan. Kunkin välihehkutuksen jälkeen suulakepuristettua tuotetta jäähdytetään heliumilla täytetyssä uunissa, niin että jäähtymisnopeus hehkutuslämpötilasta, so. 700° C:sta 650°C:een on 10°C/min. Viimeisen kylmävalssauksen jälkeen putki hehkutetaan lopullisesti 565°C lämpötilassa. Sekä välihehkutukset että loppuhehkutus voidaan suorittaa tyhjöuunissa. Valmiin putken sekundäärifaasin partikkeli-koko on pääasiassa 0,01-0,2 ^um ja keskikoko on noin 0,1 ^,um. Tavalliseen tapaan valmistetussa putkessa, jolle ei ole valmiina tai sitä ennen suulakepuristettuna suoritettu β-päästöä, on sekundäärifaasin partikkelikoko pääasiassa 0,1-0,6 ^um ja keskimääräinen partikkelikoko noin 0,3 yUm. Toisen ja viimeisen kylmävalssauksen välissä 700°C lämpötilassa tapahtuvan välihehkutuksen sijasta voidaan mainittu välihehkutus suorittaa esimerkkitapauksessa lämpötilassa 575°C.The Zircaloy 2 ingot is forged into a bar with a thickness of 150-200 mm. The rod is brought to 8-pass by heating to 1050 ° C for 15 min and cooling to room temperature at a rate of 5-10 ° C / sec. Extruded blanks are made from the rod. These are extruded without prior heating. The extruded product is then cold-rolled three times, so that the outer diameter of the tube is finally 12.3 mm. Between the first and second and the second and last rolling, the extruded product is annealed at 700 ° C for 1 hour. After each intermediate annealing, the extruded product is cooled in a helium-filled furnace so that the cooling rate from the annealing temperature, i. 700 ° C to 650 ° C is 10 ° C / min. After the last cold rolling, the tube is finally annealed at 565 ° C. Both intermediate annealing and final annealing can be performed in a vacuum oven. The particle size of the secondary phase of the finished tube is mainly 0.01-0.2 μm and the average size is about 0.1 μm. A conventionally prepared tube that has not been pre-extruded or pre-extruded has a β-emission with a secondary phase particle size of substantially 0.1 to 0.6 microns and an average particle size of about 0.3 microns. Instead of intermediate annealing at 700 ° C between the second and last cold rolling, said intermediate annealing may be carried out at 575 ° C in an exemplary case.

Korroosiokokeessa, joka on osoittautunut simuloivan hyvin reaktorikäytön vaatimuksia, syntyy esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistettuun kapseliputkeen painonli-säys, joka on vain murto-osa siitä, mikä syntyy tavalliseen tapaan valmistetussa putkessa, jolloin ei käytetä β-päästöä suulakepuristuksen jälkeen ja joka on melkein yhtä suuri kuin se painonlisäys, joka syntyy valmistettaessa putki käyttäen β-päästöä suulakepuristuksen jälkeen. Keksinnön mukaisesti valmistettujen putkien mekaaniset ominaisuudet ovat melkein samat kuin tavalliseen tapaan suulakepuristuksen jälkeistä β-päästöä hyväksi käyttäen valmistettujen putkien ja huomattavasti parempi kuin sellaisten putkien, joille on valmiina suoritettu β-päästö.The corrosion test, which has been shown to simulate well the requirements of reactor operation, results in a weight gain in the capsule tube made in accordance with the present invention, which is only a fraction of that produced in a conventional tube without β-emission after extrusion and almost equal to than the weight gain that occurs when manufacturing a pipe using β-emission after extrusion. The mechanical properties of the tubes made according to the invention are almost the same as those of tubes made using β-emission after extrusion in the usual way and considerably better than those of tubes which have already been subjected to β-emission.

Yllä mainittu korroosiokoe suoritetaan autoklaavissa vesihöyryllä, jonka paine on 9,8 MPa ja lämpötila 500°C. Painonlisäys on mitta sille korroosiolle, jonka alaiseksi putki joutuu.The above corrosion test is carried out in an autoclave with steam at a pressure of 9.8 MPa and a temperature of 500 ° C. Weight gain is a measure of the corrosion to which the pipe is subjected.

Claims (4)

72007 772007 7 1. Tapa valmistaa ydinreaktoreitten polttoainesauvojen kap-seliputkia zirkoniumpohjäisestä lejeeringistä, jolloin zirkoniumpohjainen lejeerinki suulakepuristetaan alle 680°C lämpötilassa ja suulakepuristettu tuote kylmävals-sataan useampia kertoja ja saatetaan kylmävalssausten välillä hehkutuksiin, välihehkutuksiin, joista ainakin yksi välihehkutus suoritetaan yli 650°C lämpötilassa a-faasi-alueella sekä saatetaan viimeisen kylmävalssauksen jälkeen loppuhehkutukseen, tunn e ttu siitä, että suulakepuristettu tuote jäähdytetään kunkin yli 650°C lämpötilassa α-faasialueella tapahtuvan välihehkutuksen jälkeen nopeudella, joka hehkutuslämpötilasta 650°C:een on vähintään 5°C/min, ennenkuin se saatetaan myöhemmin seuraavaan kylmävalssaukseen, ja että viimeisen, yli 650°C lämpötilassa α-faasialueella tapahtuvan välihehkutuksen jälkeiset hehkutukset suoritetaan korkeintaan 600°C lämpötiloissa.A method of making capillary tubes for nuclear reactor fuel rods from a zirconium-based alloy, in which a zirconium-based alloy is extruded at a temperature below 680 ° C and the extruded product is cold-rolled at least several times. after the last cold rolling, characterized in that the extruded product is cooled after each intermediate annealing at a temperature above 650 ° C in the α-phase range at a rate of at least 5 ° C / min from the annealing temperature to 650 ° C before it is brought into operation. later to the next cold rolling, and that the annealing after the last intermediate annealing at a temperature above 650 ° C in the α-phase range is carried out at temperatures not exceeding 600 ° C. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että ainakin yksi välihehkutus suoritetaan lämpötilassa 675-725°C.Method according to Claim 1, characterized in that the at least one intermediate annealing is carried out at a temperature of 675 to 725 ° C. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että zirkoniumpohjainen lejeerinki sisältää 1,2-1,7 paino-% tinaa, 0,07-0,24 paino-% rautaa, 0,05-0,15 paino-% kromia ja 0-0,08 paino-% nikkeliä lopun ollessa zirkoniumia ja mahdollisesti esiintyviä tavallisia epäpuhtauksia.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the zirconium-based alloy contains 1.2 to 1.7% by weight of tin, 0.07 to 0.24% by weight of iron, 0.05 to 0.15% by weight. chromium and 0-0.08% by weight of nickel with the remainder being zirconium and any common impurities that may be present. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että suulakepuristukseen käytetty zirkoniumpohjainen lejeerinki on β-päästetty.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the zirconium-based alloy used for extrusion is β-emitted.
FI822395A 1981-07-07 1982-07-06 SAETT ATT TILLVERKA KAPSELROER AV ZIRKONIUMBASERAD LEGERING FOER BRAENSLESTAVAR TILL KAERNREAKTORER. FI72007C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8104214A SE426891B (en) 1981-07-07 1981-07-07 SET TO MANUFACTURE Capsules of Zirconium-Based Alloy COMBUSTION RODS FOR NUCLEAR REACTORS
SE8104214 1981-07-07

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI822395A0 FI822395A0 (en) 1982-07-06
FI822395L FI822395L (en) 1983-01-08
FI72007B true FI72007B (en) 1986-11-28
FI72007C FI72007C (en) 1987-03-09

Family

ID=20344213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI822395A FI72007C (en) 1981-07-07 1982-07-06 SAETT ATT TILLVERKA KAPSELROER AV ZIRKONIUMBASERAD LEGERING FOER BRAENSLESTAVAR TILL KAERNREAKTORER.

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS5825466A (en)
BE (1) BE893788A (en)
DE (1) DE3224685A1 (en)
FI (1) FI72007C (en)
FR (1) FR2509510B1 (en)
SE (1) SE426891B (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0196286B1 (en) * 1985-03-12 1989-05-17 Santrade Ltd. Method of manufacturing tubes of zirconium alloys with improved corrosion resistance for thermal nuclear reactors
FR2579122B1 (en) * 1985-03-19 1989-06-30 Cezus Co Europ Zirconium PROCESS FOR PRODUCING COMPOSITE SHEATH TUBES FOR NUCLEAR FUEL AND PRODUCTS OBTAINED
US4717428A (en) * 1985-08-02 1988-01-05 Westinghouse Electric Corp. Annealing of zirconium based articles by induction heating
US4671826A (en) * 1985-08-02 1987-06-09 Westinghouse Electric Corp. Method of processing tubing
DE3528545A1 (en) * 1985-08-08 1987-02-19 Kraftwerk Union Ag FUEL ROD FOR A CORE REACTOR FUEL
SE464267B (en) * 1985-10-22 1991-03-25 Westinghouse Electric Corp STIRCULATE NUCLEAR BURNT CAPSEL
FR2599049B1 (en) * 1986-05-21 1988-07-01 Cezus Co Europ Zirconium PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A ZIRCALOY 2 OR ZIRCALOY 4 SHEET PARTIALLY RECRYSTALLIZED AND SHEET OBTAINED
US5245645A (en) * 1991-02-04 1993-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Structural part for a nuclear reactor fuel assembly and method for producing this structural part
DE59205799D1 (en) * 1991-02-04 1996-05-02 Siemens Ag Structural part for a nuclear reactor fuel element and method for producing this structural part
DE19709929C1 (en) 1997-03-11 1998-08-13 Siemens Ag Cladding tube of a fuel rod for a boiling water reactor fuel element and method for its production

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3431104A (en) * 1966-08-08 1969-03-04 Atomic Energy Commission Zirconium base alloy
CA988748A (en) * 1973-05-11 1976-05-11 Donald J. Cameron High strenght corrosion-resistant zirconium aluminum alloys
FR2334763A1 (en) * 1975-12-12 1977-07-08 Ugine Aciers PROCESS FOR IMPROVING THE HOT RESISTANCE OF ZIRCONIUM AND ITS ALLOYS
CA1139023A (en) * 1979-06-04 1983-01-04 John H. Davies Thermal-mechanical treatment of composite nuclear fuel element cladding

Also Published As

Publication number Publication date
BE893788A (en) 1982-11-03
DE3224685A1 (en) 1983-01-20
SE426891B (en) 1983-02-14
FI822395L (en) 1983-01-08
SE8104214L (en) 1983-01-08
FR2509510A1 (en) 1983-01-14
FI822395A0 (en) 1982-07-06
FI72007C (en) 1987-03-09
JPS5825466A (en) 1983-02-15
FR2509510B1 (en) 1988-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4450020A (en) Method of manufacturing cladding tubes of a zirconium-based alloy for fuel rods for nuclear reactors
US4450016A (en) Method of manufacturing cladding tubes of a zirconium-based alloy for fuel rods for nuclear reactors
US4718949A (en) Method of producing a cladding tube for reactor fuel
US4675153A (en) Zirconium alloy fuel cladding resistant to PCI crack propagation
US5620536A (en) Manufacture of zirconium cladding tube with internal liner
KR100364093B1 (en) A method of manufacturing a tube for a nuclear fuel assembly, and tubes obtained thereby
US4664881A (en) Zirconium base fuel cladding resistant to PCI crack propagation
US4775508A (en) Zirconium alloy fuel cladding resistant to PCI crack propagation
US20100128834A1 (en) Zirconium alloys with improved corrosion resistance and method for fabricating zirconium alloys with improved corrosion resistance
EP1111623A1 (en) Zirconium niobium tin alloys for nuclear fuel rods and structural parts for high burnup
US4908071A (en) Method of manufacturing tubes of zirconium alloys with improved corrosion resistance for thermal nuclear reactors
FI72007B (en) SAETT ATT TILLVERKA KAPSELROER AV ZIRKONIUMBASERAD LEGERING FOR BRAENSLESTAVAR TILL KAERNREAKTORER
JP3510211B2 (en) Cladding tube for fuel rod of pressurized water reactor and method of manufacturing the cladding tube
FI72006B (en) SAETT ATT TILLVERKA KAPSELROER AV ZIRKONIUMBASERAD LEGERING FOR BRAENSLESTAVAR TILL KAERNREAKTORER
JPH11101887A (en) Zirconium alloy for use in aqueous environment subject to high fluence, corrosion-resistant nuclear reactor component, structural nuclear fuel assembly parts, and nuclear reactor fuel rod cladding consisting of the alloy
JPH11133174A (en) Corrosion-resistant reactor constituting member, nuclear fuel rod cover pipe, zirconium alloy used for aqueous environment, and structural member for reactor fuel assembly body
JPH0529080B2 (en)
US5876524A (en) Method for the manufacture of tubes of a zirconium based alloy for nuclear reactors and their usage
US7473329B2 (en) Method, use and device concerning cladding tubes for nuclear fuel and a fuel assembly for a nuclear pressure water reactor
EP0425465A1 (en) A method of manufacturing cladding tubes for fuel rods for nuclear reactors
JPS5822365A (en) Preparation of zirconium base alloy
EP0745258B1 (en) A nuclear fuel element for a pressurized water reactor and a method for manufacturing the same
US8043448B2 (en) Non-heat treated zirconium alloy fuel cladding and a method of manufacturing the same
JPH0260153B2 (en)
JPS6123264B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: AB ASEA-ATOM