Циркониевая фольга ТУ 95.166-83: технические характеристики и области применения
Циркониевая фольга, выпускаемая по ТУ 95.166-83, представляет собой тонколистовой прокат из металлического циркония и его сплавов, предназначенный для применения в условиях агрессивных сред и высоких температур. Данный технический документ регламентирует параметры холоднокатаной фольги толщиной от 0,05 до 0,5 мм, поставляемой в отожжённом или нагартованном состоянии. Основное отличие циркониевой фольги от листового проката большей толщины — повышенные требования к разнотолщинности и чистоте поверхности, что критично при использовании в ядерных энергетических установках и химическом аппаратостроении.
Технические параметры и марки
Фольга из циркония по ТУ 95.166-83 изготавливается из металла марок Э110, Э125 и чистого циркония марки Цр0. Содержание гафния в материале строго лимитируется, поскольку этот элемент существенно повышает сечение захвата тепловых нейтронов. Предельное отклонение по толщине для фольги 0,1 мм составляет не более 0,01 мм. Механические свойства в отожжённом состоянии обеспечивают предел прочности 350–450 МПа и относительное удлинение не менее 20 %.
| Марка | Толщина, мм | Предел прочности, МПа | Гафний, % не более | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| Цр0 | 0,05–0,10 | 300–400 | 0,05 | отожжённая |
| Э110 | 0,10–0,25 | 380–480 | 0,01 | отожжённая |
| Э125 | 0,15–0,35 | 420–520 | 0,01 | нагартованная |
| Цр0 | 0,30–0,50 | 280–370 | 0,05 | отожжённая |
Области применения
Благодаря низкому сечению захвата тепловых нейтронов (0,18 барн) и высокой коррозионной стойкости в перегретом паре и воде высоких параметров, циркониевая фольга ТУ 95.166-83 востребована в следующих отраслях:
- Атомная энергетика — изготовление оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) исследовательских реакторов, экранов и прокладок в активной зоне.
- Химическое машиностроение — футеровка реакторов, работающих с горячими растворами кислот и щелочей, где применение нержавеющих сталей недопустимо из-за коррозионного растрескивания.
- Электронная промышленность — геттеры в вакуумных приборах, аноды в электролитических конденсаторах.
- Медицина — компоненты имплантатов и хирургического инструмента, контактирующего с биологическими средами.
- Специальное приборостроение — мембраны датчиков давления, работающих в агрессивных средах.
Технологические особенности производства
Производство фольги по ТУ 95.166-83 включает многопроходную холодную прокатку с промежуточными отжигами в вакууме при температуре 580–650 C. Финальная термообработка проводится в среде аргона высокой чистоты для предотвращения насыщения кислородом и азотом. Кромки фольги обрезаются на дисковых ножницах с обеспечением шероховатости Ra не более 1,6 мкм. Контроль качества включает ультразвуковую дефектоскопию и измерение разнотолщинности микрометрическим методом.
Вопросы и ответы
Какое предельное содержание гафния допускается в циркониевой фольге по ТУ 95.166-83?
Для марок Э110 и Э125 содержание гафния не должно превышать 0,01 %, для циркония марки Цр0 — 0,05 %. Превышение этого параметра ведёт к росту сечения захвата нейтронов и делает материал непригодным для реакторостроения.
В каком состоянии поставляется фольга — отожжённом или нагартованном?
ТУ 95.166-83 предусматривает поставку как в отожжённом, так и в нагартованном состоянии. Выбор определяется требуемым комплексом механических свойств: отожжённая фольга обладает большей пластичностью, нагартованная — повышенной прочностью.
Какие температуры эксплуатации выдерживает циркониевая фольга?
Материал сохраняет работоспособность в диапазоне от –50 C до +400 C в инертных средах и до 350 C в перегретом паре. При более высоких температурах интенсивно развивается окисление и охрупчивание.
Возможно ли применение фольги ТУ 95.166-83 в контакте с фтористоводородной кислотой?
Нет, цирконий активно взаимодействует с плавиковой кислотой и её солями даже при комнатной температуре. Для сред, содержащих фторид-ионы, циркониевая фольга не применяется.
