RU2286401C1 - Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах - Google Patents
Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2286401C1 RU2286401C1 RU2005107848/02A RU2005107848A RU2286401C1 RU 2286401 C1 RU2286401 C1 RU 2286401C1 RU 2005107848/02 A RU2005107848/02 A RU 2005107848/02A RU 2005107848 A RU2005107848 A RU 2005107848A RU 2286401 C1 RU2286401 C1 RU 2286401C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead
- corrosion
- melts
- steel
- steels
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области материаловедения и ядерной техники и может быть использовано в металлургии цветных металлов, в реакторном материаловедении, в теплоэнергетике и других отраслях техники. Способ включает формирование на поверхности сталей защитного покрытия в виде оксидной пленки посредством обработки места контакта сталь - жидкометаллическая среда потоком свинца или его сплава, содержащим кислород с термодинамической активностью 10-4-100, при этом в поток свинца или его сплава вводят углекислый газ или его смесь с инертным газом - до 50 об.%. Технический результат: повышение стойкости сталей в процессе эксплуатации в свинцовом теплоносителе и его расплавах.
Description
Изобретение относится к области материаловедения и ядерной техники и может быть использовано в металлургии цветных металлов, в реакторном материаловедении, в теплоэнергетике и других отраслях техники.
Известен способ защиты конструкционных материалов от коррозии в водных растворах кислот, заключающийся в том, что на поверхность сталей наносят слой молибденового покрытия [1. - Бичуя А.Л. и др. Коррозионная стойкость молибденовых покрытий, полученных методом контактного плавления. Физико-химическая механика материалов, 1969, т.5, №6, с.704-708]. Так, например, на сталь 1Х18Н9Т молибден напыляют в вакууме с помощью электронной пушки СП-30, а на сплав ЭИ-437Б нанесение молибденового покрытия осуществляют методом разложения паров гексакарбонила молибдена. На поверхности образцов формируется слой молибдена толщиной 0,02 мм. Поскольку слой покрытия получают при сравнительно низких (600-800°С) температурах, прочное сцепление молибдена с основным металлом отсутствует. Поэтому покрытые таким способом образцы подвергают контактному плавлению при 1270-1320°С в течение 15 мин, а затем диффузионному отжигу при 900°С (1-3 ч) и при 1000°С (2-4 ч).
Недостаток известного способа защиты [1] заключается в том, что применение молибденовых покрытий неприемлемо в условиях работы при повышенных температурах в контакте с жидким свинцом, висмутом или их сплавами по следующим причинам: во-первых, в покрытии возникают дефекты, микротрещины и т.п. нарушения как вследствие действия внутренних напряжений в слое покрытия, так и из-за термомеханических напряжений, которые могут иметь место уже в процессе эксплуатации материала с защитным покрытием; во-вторых, технически невозможно воссоздать параметры технологического процесса нанесения покрытия известным способом в эксплуатационных условиях, когда требуется восстановить ("залечить") покрытие в зоне его локального повреждения (микротрещины и т.п. дефекты).
Известен способ защиты конструкционных материалов от коррозии в свинце, заключающийся в том, что на поверхность сталей наносят покрытие коррозионно-стойкого состава: нитриды и бориды титана, циркония, карбиды вольфрама, хрома и алюмомагниевую шпинель. Слой покрытия формируют путем плазменного напыления. При этом предполагают, что создание покрытия из коррозионно-стойких в свинце керамик предотвратит коррозионное разрушение матрицы сталей в процессе эксплуатации при повышенных температурах [2. - Material Behavior and Physical Chemistry in Liquid Metal Systems./Ed. by H.U.Borstedt. New York: Plenum Press, 1982, p.253-264].
Недостаток известного способа защиты [2] аналогичен тому, который был выше отмечен для другого [1] известного способа: дефекты, микротрещины в покрытии, в конечном счете, вызывают появление и развитие очагов коррозионного поражения матрицы защищаемых сталей.
Известен наиболее близкий по своей технической сущности к заявленному способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах, заключающийся в формировании на поверхности сталей защитного покрытия в виде оксидной пленки на основе шпинели Ме3O4 толщиной 1-50 мкм посредством обработки места контакта сталь - жидкометаллическая среда потоком свинца или его сплава, содержащим кислород с термодинамической активностью 10-4-100. Такая обработка испытуемых материалов позволяет создать на их поверхности плотную, хорошо сцепленную с матрицей оксидную пленку на основе шпинели Ме3O4, имеющую зону внутреннего окисления [3. - Громов Б.Ф. и др. Способ защиты конструкционных материалов от коррозии при повышенных температурах в жидком свинце, висмуте и их сплавах. Патент RU 2066710 С1, МПК C 23 F 11/00, 09.20.1996] - прототип.
Недостаток известного способа защиты [3] заключается в возможном ухудшении прочностных свойств или разрушении оксидной защитной пленки вследствие контакта жидкометаллической среды с атмосферным воздухом или рабочим телом (Н2О) в аварийных ситуациях.
Решаемая задача - повышение качества и эффективности защиты от коррозионного разрушения конструкционного материала в свинцовом теплоносителе и его расплавах.
Технический результат - повышение стойкости сталей в процессе эксплуатации в свинцовом теплоносителе и его расплавах.
Этот технический результат достигается тем, что в способе защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах, включающем формирование на поверхности сталей защитного покрытия в виде оксидной пленки посредством обработки места контакта сталь - жидкометаллическая среда потоком свинца или его сплава, содержащим кислород с термодинамической активностью 10-4-100, в поток свинца или его сплава вводят углекислый газ или его смесь с инертным газом до 50 об.%.
В процессе испытаний мелкодисперсная смесь (СО2 - Ar) воздействовала на конструкционные материалы, вследствие чего происходила цементация (упрочнение) поверхности материалов, контактирующих с жидкометаллическим теплоносителем.
Пример осуществления способа.
Для оценки эффективности защиты конструкционных материалов от жидкометаллической коррозии по предлагаемому способу проводились два вида испытаний в жидком свинце и его расплавах: конвекционные петлевые испытания и испытания на циркуляционном контуре.
В первом случае свинец находился в емкости в расплавленном состоянии при температуре около 500°С. Затем осуществлялся барботаж СО2 через слой свинца. В эту емкость при барботаже методом погружения устанавливались пластины из стали (12Х18Н10Т, 10Х9НСМФ, ЭП-302, ЭИ-823) и ванадия. Все образцы подвергались испытанию в среде расплавленного свинца в течение 400 часов.
При испытаниях на циркуляционном контуре стальные трубы (08Х18Н10Т, ЭИ-211) находились в потоке свинца, а также расплава свинца с висмутом в течение 1000 часов. В ходе испытаний на всас насоса подавалась газовая смесь (CO2 - аргон).
Испытания производились при температуре 350-500°С, средней скорости жидкометаллического теплоносителя 0,1-3,0 м/с, содержании термодинамически активного кислорода в жидком металле 10-4-100, содержании углекислого газа в газовой смеси 50-100 об.%. Все вышеуказанные параметры являются рабочими параметрами ядерной энергетической установки типа БРЕСТ.
После экспериментов замерялась микротвердость поверхности металла, контактировавшей со свинцом и его расплавами, и анализировалось коррозионное воздействие рабочей среды на испытуемые металлы.
На образцах, оксидированных по предлагаемому способу, коррозии не обнаружено, не отмечено изменений толщины и структуры поверхностного оксидного и цементированного слоя.
Таким образом, проведенные испытания показали преимущество предлагаемого способа защиты сталей от коррозии в жидком свинце и его расплавах с висмутом по отношению к прототипу.
Преимущества перед другими способами заключаются: в формировании и деформировании оксидных защитных покрытий потоком свинец (и его сплавов с висмутом) - газ во время эксплуатации энергетической установки в условиях, как при нормальных, так и в аварийных условиях.
Данный способ защиты от коррозии может быть использован в проектируемых и создаваемых ЯЭУ, охлаждаемых свинцом и его сплавами с висмутом, т.к. он позволяет формировать и доформировывать защитные покрытия в виде оксидной пленки на поверхностях конструкционных сталей во время эксплуатации установки путем введения в поток жидкого свинца и его сплавов с висмутом углекислого и инертного газов.
Claims (1)
- Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах, включающий формирование на поверхности сталей защитного покрытия в виде оксидной пленки посредством обработки места контакта сталь - жидкометаллическая среда потоком свинца или его сплава, содержащим кислород с термодинамической активностью 10-4-100, отличающийся тем, что в поток свинца или его сплава вводят углекислый газ или его смесь с инертным газом - до 50 об.%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107848/02A RU2286401C1 (ru) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107848/02A RU2286401C1 (ru) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005107848A RU2005107848A (ru) | 2006-09-10 |
RU2286401C1 true RU2286401C1 (ru) | 2006-10-27 |
Family
ID=37112194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005107848/02A RU2286401C1 (ru) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2286401C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2543573C1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Способ внутриконтурной пассивации стальных поверхностей ядерного реактора на быстрых нейтронах |
RU2603761C2 (ru) * | 2015-02-11 | 2016-11-27 | Российская Федерация от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО ОКСИДНОГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В РАСПЛАВЕ Pb-Bi |
-
2005
- 2005-03-21 RU RU2005107848/02A patent/RU2286401C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CATHCAVT J.V. et al. THE MASS JRANSTER PROPERTIES OF VARIOUS METALS AND ALLOYS IN LIGUID LEAD/ CLVROSION, 1956, V.12, №2, p.43-47. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2543573C1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Способ внутриконтурной пассивации стальных поверхностей ядерного реактора на быстрых нейтронах |
WO2015088389A1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-06-18 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Способ внутриконтурной пассивации стальных поверхностей ядерного реактора |
CN105814235A (zh) * | 2013-12-10 | 2016-07-27 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 一种核反应堆钢表面的回路内钝化方法 |
CN105814235B (zh) * | 2013-12-10 | 2017-10-31 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 一种核反应堆钢表面的回路内钝化方法 |
EA029900B1 (ru) * | 2013-12-10 | 2018-05-31 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Способ внутриконтурной пассивации стальных поверхностей ядерного реактора |
US10204712B2 (en) | 2013-12-10 | 2019-02-12 | Joint Stock Company “Akme-Engineering” | Method for inner-contour passivation of steel surfaces of nuclear reactor |
RU2603761C2 (ru) * | 2015-02-11 | 2016-11-27 | Российская Федерация от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО ОКСИДНОГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В РАСПЛАВЕ Pb-Bi |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005107848A (ru) | 2006-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4913980A (en) | Corrosion resistant coatings | |
EP0455419B1 (en) | Coating steel articles | |
US2501051A (en) | Siliconizing processes | |
KR20080023312A (ko) | 핵연료 원소/재료용 페라이트/마르텐사이트 또는오스테나이트 강으로 제조된 피복관 및 피복관 위에 고온에적합한 FeCrAl 보호층을 처리하는 방법 | |
Rogers et al. | Coatings and surface treatments for protection against low-velocity erosion-corrosion in fluidized beds | |
Bluni et al. | Effects of thermal spray coating composition and microstructure on coating response and substrate protection at high temperatures | |
RU2286401C1 (ru) | Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах | |
JPH08333665A (ja) | クロム含有鋼の溶融被覆方法 | |
Xie et al. | Effect of an enamel coating on the oxidation and hot corrosion behavior of an HVOF-sprayed Co–Ni–Cr–Al–Y coating | |
EP0570219B1 (en) | Use of a molten zinc resistant alloy | |
RU2651087C1 (ru) | Порошковая смесь для термодиффузионного цинкования изделий из титановых сплавов, способ термодиффузионного цинкования изделий из титановых сплавов | |
Maier et al. | Metal dusting of 9–20% Cr steels in increased pressure environments at 560° C | |
Wu et al. | Corrosion and erosion‐corrosion behaviors of carbon steel in naphthenic acid media | |
Singh et al. | Microstructural and corrosion studies of 9Cr-1Mo steel in acidic methanol solutions | |
RU2066710C1 (ru) | Способ защиты конструкционных материалов от коррозии при повышенных температурах в жидком свинце, висмуте и их сплавах | |
Copson | The influence of corrosion on the cracking of pressure vessels | |
JPS5934230B2 (ja) | 金属の表面処理方法 | |
Longa et al. | High-temperature corrosion of laser-glazed alloys in Na2SO4-V2O5 | |
Ardali et al. | Evaluation of metal dusting resistance of thermal sprayed NiCrAlSiTaY and NiCrAlSiTaY/laser re-melted Al2O3 coatings on Inconel 625 | |
Lugscheider et al. | Vacuum plasma spraying of tantalum and niobium | |
Tsipas et al. | Thermochemical treatments for protection of steels in chemically aggressive atmospheres at high temperatures | |
Paul | Performance of Thermally Sprayed Corrosion Resistant Alloy (CRA) Coatings in 50 MPa Supercritical CO2 | |
Green et al. | The effectiveness of aluminizing in protecting iron-base alloys in sulphidizing gases at high temperature | |
Wei et al. | The effect of a coating heat-treatment on Cr–Si and heat-treatment on the mechanical properties of Cr17Ni2 stainless steel | |
SU945236A1 (ru) | Состав дл получени медно-олов нных покрытий на стальных издели х |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070322 |