SE509382C2 - Komponent som är utformad för användning i en lättvattenreaktor samt förfarande för att framställa en sådan komponent - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 509 382 Primära skador uppstår genom angrepp på den yttre ytan av kapslingsröret vilka i synnerhet orsakas av oxidation, på grund av kontakten mellan kapslingsrö- ret och kylvattnet, tjockleken av kapslingsröret eller av nötning. En genom hela sig sträckande primär skada innebär att vatten, vattenånga eller en kombi- nation av dessa strömmar in genom skadan så att ett utrymme mellan bränslet och den inre hos kapslingsröret fylls med 'vattnet, ytan vattenångan eller kombinationen av dessa. Närvaron av vattnet, vat- tenångan eller kombinationen av dessa i detta utrymme innebär att kapslingsröret riskerar att skadas genom angrepp från insidan av röret. Detta angrepp sker of- ta genom hydrering. En sådan skada kallas en sekundär skada och kan endast ske när en primär skada redan har skett. hela tjockleken av kapslingsröret innebär att kärn- Sekundära skador som sträcker sig' genom bränslet inne i kapslingsröret, och därmed radioakti- vitet, läcker ut till omgivningen. Sekundära skador kan uppstå på relativt långa avstånd från den primära skadan och har dessutom ofta formen av långa sprick- or, vilket medför att de är en allvarlig form av ska- da.

Mycket arbete har lagts ner för att utveckla en be- läggning på ett sådant kapslingsrör så att den skall bli och/eller nötning och därmed ha förmåga att förhindra mera motståndskraftig mot hydrering, oxidation skador på kapslingsröret. Det har i synnerhet varit svårt att på insidan av kapslingsröret skapa belägg- ningar som ger ett tillräckligt bra skydd mot sekun- därskador. Där' krävs en Ibeläggning sonx är särskilt motståndskraftig mot hydrering.

För att testa motståndskraften mot hydrering och oxi- dation hos en beläggning pà ett kapslingsrör används 10 15 20 25 30 35 509 382 vanligtvis ett förfarande där kapslingsröret autokla- veras under förhållanden som liknar de som kapslings- röret utsätts för vid användning i en nukleär anlägg- ning, varefter förekomst av hydrering respektive oxi- dation hos beläggningen och kapslingsröret undersöks.

Autoklaveringen av kapslingsröret vid detta förfaran- de skall inte förväxlas med en autoklavering som kan för att skyddande kapslingsrör. Den senare formen av autoklavering kom- användas skapa beläggningar pà mer att beskrivas mera utförligt senare i texten.

Fram till 70-talet orsakade väteinneháll i form av vatten i urandioxid i bränslekutsar att kapslingsrö- ret utsattes för hydrering pá dess insida. Dessa ska- dor' kallas blisters och skiljer sig från sekundära skador, även om bàda orsakas av hydrering pä insidan av kapslingsrör. Numera är uranet väsentligen fritt från väte och därmed har problemet med blisters för- svunnit.

Pâ 60- kapslingsrör för kärnbränsle genom att kapslingsröret och 70-talet skapades en. beläggning pä ett autoklaverades i väsentligen mättad vattenånga vid en temperatur av ca 425°C och vid ett tryck av fràn 0,1 till 0,5 MPa under 24 timmar. Resultatet av detta blev en beläggning bestående av zirkoniumdioxid (ZrO2), vilken vanligtvis hade en tjocklek från 0,5 till 1. um. stàndskraft mot hydrering och hade därför väsentligen ingen skyddande effekt med avseende på sekundärskador pá kapslingsröret.

Denna beläggning hade relativt låg mot- DE-A-2 429 447 tillverkat av zirkonium- ett eller nioble- Patentskriften beskriver kapslingsrör, gering med en beläggning, bestående av ett oxidskikt, 10 15 20 25 30 35 509 382 anordnad på såväl en inre yta som en yttre yta hos kapslingsröret.

Pâ 80-talet anbringades, till skydd mot spänningskor- rosion framkallad av vid fission bildad jod i urandi- oxiden, insidan av kapslingsröret.

I patentskriften JP-A-63 179 286 kombineras ett li- ett kapslingsrör av zirkoniumlegering med en efterföljan- ner-skikt av zirkonium pà en inre yta hos de autoklavering som skapar en beläggning av zirkoni- umdioxid pá kapslingsrörets yttre yta och pá ytan av liner-skiktet. Autoklaveringen utfördes vid ett tryck av 5 MPa och vid en temperatur av minst 400 °C. Skill- naden pa- tentskrift och autoklavering enligt det beskrivna ut- förandet som användes pà 60- och 70-talet är att au- toklaveringen enligt den japanska patentskriften sker mellan autoklaveringen enligt denna medan autoklave- ring enligt tekniken fràn 60- och 70-talet skedde i 100% vattenånga. I pa- tentskriften finns dock endast exempel pà utförings- i närvaro av högst 10% vattenånga, närvaro av väsentligen former med autoklavering i torr atmosfär. Beläggning- en pà liner-skiktet pà den inre ytan av kapslingsrö- ret hade en tjocklek av minst 0,2 pm och företrädes- vis 0,5 till 1,0 pm.

Uppfinnarna har erfarit att beläggningen enligt JP-A-63 179 286 jämfört med en beläggning framställd medelst autoklavering j. närvaro av väsentligen 100% vattenånga, enligt den ovan beskrivna tekniken fràn 60- och 70-talet, medför ett förbättrat skydd mot H2- absorption, men att den inte tillhandahåller en till- räcklig' barriär för' H2-permeation för' att förhindra sekundärskador hos kapslingsröret. ett liner-skikt av företrädesvis zirkonium på' 10 15 20 25 30 35 509 382 Vid förfaranden för att Yta, komponenten, regleras reaktionshastigheten mellan ak- tiva beståndsdelar i gasen och materialet i ytan hos skapa en. beläggning pá en vilka sker genom att under tryck autoklavera komponenten bland annat genom att trycket varieras.

Detta är ett mycket dåligt sätt att reglera reak- tionshastigheten och relativt smà tryckförändringar under behandlingens gäng kan orsaka stora variationer i reaktionshastighet, vilket i sin tur kan leda till uppkomst av defekter enligt känd teknik utförs därför under tryck, dvs under statiska förhållanden. i beläggningen. Autoklavering konstant Vid framställning av ett kapslingsrör utformat för användning i .en lättvattenreaktor utförs en serie glödgningar pà det obelagda kapslingsröret för att ge det goda mekaniska egenskaper. Vid användning av för- känd teknik förflyttas för utförande av slutglödgning och faranden enligt sedan kapslingsröret, därmed skapande av' en. beläggning, till en speciell slutglödgningsanläggning som medger behandling under inverkan. av tryck. Det är av ekonomiska skäl inte försvarbart att utföra glödgningarna av kapslingsrö- ret för erhållande av goda mekaniska egenskaper i en anläggning eftersom som möjliggör tryckbehandling, dessa glödgningar inte kräver användning av tryck.

Därför utgör slutglödgningen, och därmed skapandet av beläggningen, ett steg i. den totala behandlingen av kapslingsröret som är i rummet avskilt från tidigare behandlingssteg.

Känd teknik erbjuder sålunda inte någon beläggning pä insidan av ett kapslingsrör för bränsle i en lättvat- tillhandahàller ett effektivt skydd mot H2-permeation sà att sekundärskador kan för- tenreaktor, vilken 10 15 20 25 30 35 509 582 hindras. Vid förfaranden enligt känd teknik styrs re- aktionshastigheten vidare på ett otillfredsställande sätt. Känd teknik kräver dessutom. användande av en särskild anläggning som medger tryckbehandling.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning har till ändamål att undanrö- ja ovan nämnda problem och närmare bestämt att till- handahålla en komponent som är utformad för använd- ning i en lättvattenreaktor och som har ytor med en beläggning som minskar risken för skador på komponen- samt ten, i synnerhet risken för sekundära skador, ett förfarande för att skapa en sådan komponent.

Detta komponenten. som 'uppvisar särdragen att beläggningen ändamål uppnås med. den inledningsvis angivna innefattar åtminstone en av en nitrid- och en oxidfö- rening och att beläggningen har en sådan tjocklek att hydrering av komponenten väsentligen förhindras. För- mågan hos beläggningen att skydda den underliggande komponenten mot hydrering beror av beläggningens mot- ståndskraft mot hydrering samt av hur väl den täcker ytan hos den underliggande komponenten. Beläggningens motståndskraft mot hydrering beror i sin tur av strukturen, läggningen. Nitrid- och oxidföreningar uppfyller des- sa krav och är därför användbara såsom material hos sammansättningen och tjockleken hos be- beläggningen förutsatt att den har en tillräcklig tjocklek för att vara motståndskraftig mot hydrering.

Enligt en utföringsform av uppfinningen har belägg- ningen en tjocklek av minst 1 um och högst 25 pm. In- om detta tjockleksområde erhålls en beläggning som har bra motståndskraft mot hydrering. Vid beläggning- ar med en tjocklek av mindre än l pm erhålls en sämre 10 15 20 25 30 35 509 382 motståndskraft mot hydrering och vid beläggningar med en tjocklek större än 25 pm är risken för avflagning av beläggningen från komponentens yta stor. Eftersom avflagning innebär att stora defekter uppstår i be- läggningen och att ytan hos komponenten vid dessa de- fekter blir oskyddad, undvika att beläggningen riskerar att avflaga. Enligt en tillämpning av utföringsformen har beläggningen en är det mycket angeläget att tjocklek av minst 3 um. En tjocklek av 3 pm innebär att beläggningen har bättre motståndskraft mot hydre- ring jämfört med en. beläggning med en tjocklek av 1 pm.

Enligt en annan utföringsfonn av uppfinningen inne- fattar komponenten ett inre utrymme och beläggningen är deponerad på åtminstone en yta i komponentens inre Flera lättvattenreaktorer, innefattar ett inre utrymme och det är ofta önskvärt att skydda ytan hos detta inre utrymme. utrymme. komponenter i t ex rör, Enligt ytterligare en ^utföringsforn1 av' uppfinningen består åtminstone en av ytorna hos komponenten av zirkonium eller en zirkoniumlegering och beläggningen (ZrO2) lättvat- zirkonium eller en innefattar åtminstone en av zirkoniumdioxid och (ZrN). tenreaktorer är tillverkade av zirkoniumnitrid Många. komponenter i zirkoniumlegering eftersom dessa material har för än- damålet lämpliga egenskaper. Materialen har emeller- tid för låg motståndskraft mot hydrering, oxidation, korrosion eller nötning för att användas obelagda i lättvattenreaktorer. På komponentens yta anordnas därför' ofta en. beläggning sou: uppvisar goda sådana egenskaper.

Enligt ytterligare en 'utföringsfornl av uppfinningen har beläggningen sådana egenskaper att oxidation av lO 15 20 25 30 35 509 382 komponenten väsentligen förhindras. En sådan belägg- ning utgör sålunda ett skydd mot både hydrering och oxidation av komponenten vilket är önskvärt eftersom ofta både hydrering och oxidation. komponenten utsätts för angrepp genom Enligt ytterligare en utföringsforuz av' uppfinningen har beläggningen sådana egenskaper att nötning på komponenten väsentligen förhindras. Detta är önskvärt eftersom komponenten ofta utsätts för en kombination av hydrering och nötning eller hydrering, oxidation och nötning.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är kom- ponenten ett kapslingsrör för kärnbränsle. Enligt en tillämpning av utföringsformen uppvisar kapslingsrö- ret på ytan hos det inre utrymmet ett liner-skikt och beläggningen är belägen utanpå detta liner-skikt.

Enligt ytterligare en. utföringsfornx av' uppfinningen har beläggningen på kapslingsröret så hög motstånds- kraft mot hydrering att risken för sekundärskador på kapslingsröret väsentligen elimineras.

Tillhandahållandet av' den ovan angivna. beläggningen uppnås med det inledningsvis angivna förfarandet som uppvisar särdragen att behandlingen sker vid väsent- ligen atmosfärstryck och att gasblandningen innefat- tar vattenånga och åtminstone en av syre, kväve, en aktiv syreinnehållande gas och en aktiv kvåveinnehål- lande gas. Det är en stor fördel att behandlingen kan ske 'vid atmosfärstryck: och sålunda inte kräver ut- rustning för att tillhandahålla tryckbehandling. Be- handlingen vid atmosfärstryck innebär därför en be- sparing av både tid och pengar. 10 l5 20 25 30 35 509 382 Enligt en 'utföringsform av förfarandet för uppfin- ningen skapas beläggningen genom att åtminstone en av syre, kväve, en aktiv syreinnehållande gas och en ak- tiv kväveinnehàllande gas bringas att reagera med minst ett material beläget i ytan. hos komponenten.

Enligt en tillämpning av utföringsformen utgörs be- läggningen av åtminstone en av en oxid eller en nitrid av minst ett material beläget i ytan hos kom- ponenten. Sådana oxider och nitrider har vanligtvis en bra motståndskraft mot hydrering, oxidation och nötning och. beläggningen tillhandahåller därför ett bra skydd för komponenten mot detta.

Enligt en annan utföringsform av förfarandet för upp- finningen styrs behandlingen genom tillsättande av en eller flera i sammanhanget inerta gaser. Dessa späder ut de aktiva gaserna på så sätt att gynnsamma reak- Tillsättandet av' den eller innebär att reaktionshastigheten tionsbetingelser' uppnås. de inerta gaserna mellan gasen och, ytmaterialet hos komponenten blir lägre. Om reaktionshastigheten är för hög så blir den erhållna beläggningen full av defekter och utgör där- för inte ett bra skydd för komponenten. Om reaktions- hastigheten i stället är mycket låg erhålls visserli- gen en väsentligen defektfri beläggning men mycket lång tid åtgår för att skapa denna beläggning. Genom att styra reaktionshastigheten till en lämplig nivå är det möjligt att erhålla en väsentligen defektfri beläggning inom en rimlig tidsperiod. Denna utfö- ringsform av förfarandet enligt uppfinningen tillhan- dahåller ett effektivt sätt att noggrannt reglera re- aktionshastigheten mellan aktiva beståndsdelar i ga- sen och ytan hos komponenten. Vid förfarandet enligt denna utföringsform av föreliggande uppfinning är det möjligt att under tiden för behandlingen variera tillsättandet av den eller de inerta gaserna och där- 10 15 20 25 30 35 509 582 10 med variera reaktionshastigheten. Vid förfarandet en- ligt föreliggande uppfinning sker sålunda behandling- till skillnad från autoklavering enligt känd teknik som, en under dynamiska förhållanden, såsom tidigare sker under statiska förhållanden. tillämpning av förfarandet enligt denna utföringsform beskrevs, Enligt en innefattar de inerta gaserna med fördel minst en av ädelgaserna argon, helium och neon.

Enligt en annan utföringsform av förfarandet för upp- finningen styrs behandlingen genom att variera mäng- den vattenånga i gasblandningen. Olika ytmaterial kräver olika mängder vattenånga i gasblandningen för att genom reaktion mellan aktiva beståndsdelar i gas- blandningen och i materialet hos ytan av komponenten, skapa en för ändamålet tillräckligt tjock och bra be- läggning på komponenten. föringsformen Enligt en tillämpning av ut- 10% Uppfinnarna har erfarit att detta är en innefattar gasblandningen minst vattenånga. miniminivå av vattenånga som krävs för att åstadkomma beläggningar med lämpliga egenskaper.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen sker behandlingen vid en temperatur sådan att en oxidering respektive nitrering äger rum, företrädesvis vid en temperatur av minst 450°C och högst 650°C.

Enligt en tillämpning av förfarandet enligt uppfin- Luft innehål- ler både syre och kväve i lättillgänglig form och är ningen innefattar gasblandningen luft. dessutom ett billigt alternativ som fungerar utmärkt att använda vid förfarandet enligt uppfinningen.

Enligt en annan tillämpning av förfarandet för upp- finningen är gasbla ndningen fri från kväve eller ak- tiva kväveföreningar. Detta innebär att den skapade 10 15 20 25 30 509 582 ll beläggningen med säkerhet utgörs av oxider fria frán föroreningar av nitrider eller andra kväveföreningar.

Enligt en annan tillämpning av förfarandet för upp- (C02).

Enligt en annan tillämpning av utföringsformen inne- fattar gasblandningen en blandning av kolmonoxid (CO) och koldioxid (C09. att styra oxidationspotentialen. finningen innefattar gasblandningen koldioxid Dessa blandningar tillsätts för Enligt ytterligare en tillämpning av förfarandet för uppfinningen innefattar dikväveoxid (N¿O). I blandningen tillsammans med dikväveoxiden kan gasblandningen även syre och argon förekomma.

Enligt en tillämpning av förfarandet för uppfinningen pàgàr behandlingen under en tidsperiod av 1 till 10 timmar.

Enligt en tillämpning av förfarandet för uppfinningen innefattar ytan eller ytorna hos komponenten som be- handlas zirkonium eller zirkonium-legering.

Enligt en annan tillämpning av förfarandet för upp- finningen innefattar beläggningen som vid behandling- en bildas pà ytan eller ytorna hos komponenten át- (ZrO2) minstone en av zirkoniumdioxid och zirkonium- nitrid (ZrN).

Enligt ytterligare en tillämpning av förfarandet för uppfinningen sker behandlingen pá sà sätt att belägg- ningen deponeras pà åtminstone en av en yta hos ett inre utrymme och den yttre ytan hos komponenten. 10 15 20 25 30 35 509 382 12 Enligt en annan tillämpning av förfarandet för upp- finningen är komponenten som behandlas ett kapslings- rör för kärnbränsle.

Enligt ytterligare en tillämpning av förfarandet för uppfinningen glödgas kapslingsröret ett flertal gäng- er, för att ge mekanisk styrka, nämnda behandlingen utgör en slutglödgning som utförs och den tidigare i samma anläggning som dessa glödgningar. Vid använd- ning av förfarandet enligt uppfinningen krävs sålunda ingen förflyttning av kapslingsröret till en speciell slutglödgningsanläggning, och därmed skapandet av beläggningen, eftersom slutglödgningen, sker under at- mosfärstryck. Slutglödgningen kan därför utföras i anläggningen där glödgningen för erhållande av god mekanisk styrka sker, och därmed utgöra en integrerad del av den totala glödgningen. Skapandet av belägg- ningen som är utfört enligt förfarandet för uppfin- ningen sparar sålunda. bàde tid och. pengar, jämfört med om förfarandet enligt känd teknik istället hade utnyttjats.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hänvisning till utföringsexemplen som visas i de bifogade ritningarna.

Fig l visar en schematisk snittvy av en del av ett kapslingsrör innefattande ytor som uppvisar en beläggning enligt uppfinningen.

Fig 2 visar en schematisk snittvy av en del av ett kapslingsrör innefattande ytor soul är obe- lagda. 10 15 20 25 30 35 509 382 13 DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I Fig 1 visas en del av ett kapslingsrör 1 som är an- ordnat i en lättvattenreaktor och i vilket kärnbräns- le år anordnat såsom bränslekutsar 2. Kapslingsröret 1 uppvisar på sin yttre yta 3 en beläggning 4 enligt uppfinningen. Kapslingsröret 1 uppvisar dessutom 'på sin inre yta 5 ett liner-skikt 6 på vilket en belägg- ning 7 enligt uppfinningen är anordnad. Vid använd- ning i. en lättvattenreaktor står beläggningen 14 på den yttre ytan 3 hos kapslingsröret 1 i kontakt med innefattande vatten, en primär kylkrets vattenånga eller en kombination därav. Beläggningen 4 på den yttre ytan. 3 hos kapslingsröret 1. har till ändamål att skydda den yttre ytan.23 hos kapslingsröret mot angrepp företrädesvis orsakade av oxidation, på grund vattenàngan eller kombinatio- nen därav, eller nötning på grund av kontakt med and- av närvaro av vattnet, ra. komponenter i lättvattenreaktorn. Beläggningen 4 uppvisar sålunda bra motståndskraft mot oxidation och nötning. Om beläggningen 4 trots detta skulle få en genom hela tjockleken av beläggningen 4 sig sträckan- de skada kommer ett område av den yttre ytan 3 hos att exponeras tenångan eller kombinationen därav, varvid detta om- råde kommer att oxideras så att det till slut kan uppstå en genom hela tjockleken av kapslingsröret 1 sig sträckande skada. kapslingsröret 1 för vattnet, vat- Om oxidationen fortsätter upp- står till slut en skada som sträcker sig genom hela tjockleken av liner-skiktet 6. Därmed uppstår en ge- nom hela tjockleken av beläggningen 4, kapslingsröret 1, liner-skiktet 6 och beläggningen 7 sig sträckande skada, en sk primär skada. Vattnet, vattenàngan eller sådana fall den primära skadan till ett inre utrymme 8 mellan be- Vattnet, kombinationen därav' tränger i in genom läggningen 7 och bränslekutsarna 2. vat- 10 15 20 25 30 35 5Û9 382 14 tenängan eller kombinationen därav kommer därvid att fylla det inre utrymmet 8 och att angripa beläggning- en 7. Dessa angrepp kan ske på långa avstånd från den primära skadan. och. orsakas av' hydrering. Tack 'vare att beläggningen 7 enligt uppfinningen har hög mot- ståndskraft mot hydrering uppstår oftast inte några genom hela tjockleken av beläggningen 7 sig sträckan- de skador. Beläggningen 7 och kombinationen av be- läggningen 7 och liner-skiktet 6 minskar därmed avse- värt risken för' att sekundärskador skall uppstå på kapslingsröret l, jämfört med obelagda kapslingsrör.

Det är även möjligt att utesluta liner-skiktet 6 och ändå erhålla ett bra skydd mot hydrering på den inre ytan 5 hos kapslingsröret l.

I Fig 2 visas en del av ett kapslingsrör 1, känd teknik, vilket är anordnat i en lättvattenreak- tor och i vilket kärnbränsle är anordnat såsom bräns- enligt lekutsar. Vid användning i en lättvattenreaktor står en yttre yta 3 hos kapslingsröret 1 i kontakt med en primär kylkrets innefattande vatten, vattenånga eller en kombination därav. Dessa har oxiderande inverkan på den yttre ytan 3 hos kapslingsröret 1. Den yttre ytan 3 hos kapslingsröret 1 utsätts även för nötning från andra komponenter som befinner sig i lättvatten- reaktorn. Materialet hos kapslingsröret l har inte tillräckligt hög motståndskraft mot nötning och oxi- dation för att hindra uppkomst av skador frän dessa angrepp. När en skada väl är initierad på den yttre ytan 3 hos kapslingsröret l, genom inverkan av oxida- tion eller nötning, fortskrider oxidationen vid plat- sen för denna skada. Resultatet av detta blir till slut en genom hela tjockleken av kapslingsröret 1 sig sträckande skada. Vid en sådan primär skada kan kärn- bränslet. i bränslekutsarna 2 läcka. ut genom skadan till den primära kylkretsen och sålunda sprida radio- 10 15 20 25 30 35 509 382 15 aktivitet till denna. Den. genoul hela tjockleken. av kapslingsröret 1 sig sträckande skadan innebär även att vattnet, vattenångan eller kombinationen därav från den primära kylkretsen tränger in genom skadan i kapslingsröret 1 till ett inre utrymme 4 beläget mel- lan bränslekutsarna 2 och en inre yta 5 hos kapslingsröret l. Vattnet, vattenångan eller kombina- tionen därav sprids hydrerande inverkan på den inre ytan 5 hos kapslings- röret 1. Materialet i kapslingsröret 1 har inte till- i det inre utrymmet 4 och. har räcklig motståndskraft mot denna hydrering och skador uppstår därför på den inre ytan 5 hos kapslingsröret 1. Dessa skador kan uppstå på långa avstånd från den primära skadan på grund av att vattnet, vattenàngan eller kombinationen därav som orsakar skadan sprids över stora områden i det inre utrymmet 4. Den uppkom- na skadan. på den inre ytan. 5 hos kapslingsröret 1 tillväxer sedan så att det till slut bildas en genom hela tjockleken av kapslingsröret sig sträckande ska- da. Kärnbränslet från bränslekutsarna 2 kan läcka ut genom sådana sekundära skador och sprida ytterligare radioaktivitet till den primära kylkretsen.

EXEMPEL l Ett obelagt kapslingsrör för kärnbränsle med ett li- ner-skikt anordnat på en inre yta hos kapslingsröret utsattes för en slutglödgning för att skapa en be- läggning enligt uppfinningen både på en inre yta, utanpå liner-skiktet, och en yttre yta hos kapslings- röret. Denna slutglödgning skedde vid atmosfärstryck genom att kapslingsröret behandlades under 90 minuter vid en temperatur av 565°C under inverkan av en gas- blandning Detta resulterade i en beläggning av zirkoniumdioxid innehållande syre, argon och vattenånga.

(ZrO2) både pà en inre yta utanpå liner-skiktet och på 10 15 509 382 16 en yttre yta hos kapslingsröret. Denna beläggning uppvisade bra motståndskraft mot hydrering, oxidation och nötning.

EXEMPEL 2 Slutglödgningen utfördes pá samma sätt som i Exempel 1 med undantaget att gasblandningen i stället för sy- Resultatet av detta blev en be- in- re innefattade kväve. läggning bestående av zirkoniumnitrid (ZrN) pà en re yta, utanpå liner-skiktet, och på en yttre yta hos kapslingsröret. Denna beläggning hade bra motstånds- kraft mot hydrering, oxidation och nötning.

Tjockleken hos beläggningen enligt uppfinningen kan, för erhållande av bra motståndskraft mot hydrering, oxidation och nötning, variera från minst 1 pm eller minst 3 um till högst 10 um eller högst 25 pm.

Claims (24)

10 15 20 25 30 35 509 582 17 Patentkrav

1. Komponent(l) som är utformad för användning i en lättvattenreaktor och som åtminstone delvis består av metall och/eller metallegering med minst en yta (3,5) som uppvisar en beläggning (4,7), varvid beläggningen (4,7) innefattar åtminstone en av en nitrid- och en oxidförening och att beläggningen (4,7) har en sådan tjocklek att hydrering av komponenten (1) väsentligen förhindras, varvid komponenten (1) innefattar ett (8), åtminstone på en yta (5) i komponentens inre utrymme (8) och komponenten (1) är ett kapslingsrör för kärn- bränsle, kägggtggkggQ_ay att beläggningen (4, 7) en tjocklek som är större än 1 pm. inre utrymme och beläggningen (7) är deponerad har

2. Komponent (1) kännetecknad av att beläggningen (4,7) har en tjocklek av högst 25 pm. enligt krav 1,

3. Komponent (1) enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att beläggningen (4,7) har en tjocklek av minst 3 pm.

4. Komponent (1) enligt. något av föregående krav, kännetecknad av att åtminstone en av ytorna (3,5) hos komponenten (1) består av zirkonium eller en zirkoni- umlegering och att beläggningen (4,7) innefattar åt- minstone en av zirkoniumdioxid (ZrOQ och zirkonium- nitrid (ZrN).

5. Komponent (1) enligt, något av föregående krav, kännetecknad av att beläggningen (4,7) har sådana egenskaper att oxidation av komponenten (1) väsentli- gen förhindras. 509 382 18

6. Komponent (1) enligt något av föregående krav, kännetecknad av att beläggningen (4,7) har sådana egenskaper att nötning på komponenten (1) väsentligen förhindras.

7. Komponent (1) enligt något. av föregående krav, kännetecknad av att kapslingsröret (1) på ytan(5) hos det inre utrymmet (8) uppvisar ett liner-skikt (6) och att beläggningen (7) är belägen utanpå detta li- ner-skikt (6).

8. Komponent (1) enligt något av föregående krav, käggg;§gkgaQ_ây att beläggningen (7) på kapslingsrö- ret (1) har så hög motståndskraft mot hydrering att risken för sekundârskador på kapslingsröret (1) vä- sentligen elimineras.

9. Förfarande för att skapa en beläggning (4, 7), sonm är* motståndskraftig' mot hydrering, pà. minst en yta hos en komponent (1) som år utformad för använd- ning i en lättvattenreaktor och som åtminstone delvis består av metall och/eller metallegering, genom att utsätta komponenten för en behandling med en gas- blandning under värmning, varvid behandlingen sker vid väsentligen atmosfärstryck, gasblandningen inne- fattar vattenånga och åtminstone en av syre, kväve, en aktiv syreinnehållande gas och en aktiv kväveinne- hållande gas och komponenten som behandlas är ett kapslingsrör för kärnbränsle, kännetecknat av att be- läggningen (4, 7) deponeras åtminstone på en yta (5) i komponentens (1) inre utrymme (8).

10. Förfarande enligt krav 9, kännetecknat av att be- läggningen skapas genona att åtminstone en av syre, kväve, en aktiv syreinnehållande gas och en aktiv 10 15 20 25 30 35 509 582 19 kväveinnehållande gas bringas att reagera med ndnst ett material beläget i ytan hos komponenten.

11. Förfarande enligt krav 9 eller 10, käggetggknat av att beläggningen utgörs av' åtminstone en av en oxid eller en nitrid av minst ett material beläget i ytan hos komponenten.

12. Förfarande enligt något av kraven 9 till 11, kän- netecknat av att behandlingen styrs genom tillsättan- de av en eller flera i sammanhanget inerta gaser.

13. Förfarande enligt krav 12, kännetecknat av att de inerta gaserna innefattar minst en av âdelgaserna ar- gon, helium och neon.

14. Förfarande enligt något av kraven 9 till 13, kän- netecknat av att behandlingen styrs genom att variera mängden vattenånga i gasblandningen.

15. Förfarande enligt något av kraven 9 till 14, netecknat av att gasblandningen innefattar minst 10 procent vattenånga. kän-

16. Förfarande enligt något av kraven 9 till 15, k¿n¿ netecknat av att behandlingen sker vid en temperatur sådan att en oxidering respektive nitrering äger rum, företrädesvis vid en temperatur av' minst 450°C och högst 650°C.

17. Förfarande enligt något av kraven 9 till 16, kän- netecknat av att gasblandningen innefattar luft.

18. Förfarande enligt något av kraven 9 till 17, netecknat av att gasblandningen innefattar koldioxid (COQ. kän- lO 15 20 25 509 382 20

19. Förfarande enligt något av kraven 9 till 18, netecknat av att gasblandningen innefattar blandning- ar av kolmonoxid (CO) och koldioxid (COQ.

20. Förfarande enligt något av kraven 9 till 19, kän- netecknat av att gasblandningen innefattar dikväveox- id (N20) .

21. Förfarande enligt något av kraven 9 till 20, kän- netecknat av att behandlingen pågår under en tidspe- riod av 1 till 10 timmar.

22. Förfarande enligt något av kraven 9 till 21, kän- netecknat av' att ytan. eller' ytorna. hos komponenten som behandlas innefattar zirkonium eller zirkoniumle- gering.

23. Förfarande enligt något av kraven 9 till 22, kän; netecknat av att beläggningen som 'vid behandlingen bildas på ytan eller pà ytorna hos komponenten inne- fattar zirkoniumdioxid (ZrO2) och/eller nitrid (ZrN). zirkonium-

24. Förfarande enligt något av' kraven 9-23, tecknat av att kapslingsröret före behandlingen glöd- gas ett flertal gånger, och att behandlingen utgör en slutglödgning som ut- för att ge mekanisk styrka, förs i samma anläggning som dessa glödgningar. kän- känne-