Циркониевая лента 110Б в Минске

Циркониевая лента 110Б: технические характеристики и применение

Циркониевая лента 110Б — полуфабрикат из циркониевого сплава Э110 (Zr–1Nb), выпускаемый в виде холоднокатаной полосы толщиной 0,1–2,0 мм. Сплав Э110 относится к группе реакторных циркониевых сплавов системы Zr–Nb и содержит 0,9–1,1 % ниобия. Лента 110Б поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии с регламентированной степенью деформации. Основное назначение — изготовление оболочечных труб, дистанционирующих решёток и элементов активной зоны водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР-1000, ВВЭР-1200).

Химический состав и структура

Сплав Э110 легирован ниобием, который повышает коррозионную стойкость в водно-химических средах первого контура при температуре 300–350 C и давлении 15,7 МПа. Содержание примесей жёстко нормируется: гафний — не более 0,05 %, железо — 0,02–0,07 %, кислород — 0,05–0,10 %. Микроструктура ленты 110Б — рекристаллизованный или частично рекристаллизованный -Zr с равномерно распределёнными мелкодисперсными выделениями -Nb. Размер зерна контролируется в пределах 5–15 мкм для обеспечения технологической пластичности при последующей холодной деформации.

Механические свойства

Прочностные характеристики ленты 110Б зависят от состояния поставки. Отожжённая лента демонстрирует предел прочности 380–450 МПа, предел текучести 250–320 МПа, относительное удлинение 25–35 %. Нагартованная лента при степени деформации 50 % достигает предела прочности 550–650 МПа. Анизотропия свойств в плоскости прокатки учитывается при расчёте напряжённо-деформированного состояния оболочек твэлов.

Технологические особенности производства

Лента 110Б изготавливается по схеме: вакуумно-дуговой переплав слитка горячая прокатка отжиг холодная прокатка с промежуточными отжигами в вакууме или инертной среде финишная отделка. Ключевое требование — минимизация загрязнения поверхности примесями внедрения (кислород, азот, углерод), которые снижают коррозионную стойкость. Финальный отжиг проводится при 580–620 C в вакууме не хуже 10 Па. Кромки ленты обрезаются с образованием ровного торца без заусенцев.

Области применения

• Оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов) реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200.
• Дистанционирующие решётки и направляющие каналы активной зоны.
• Каналы СУЗ и элементы внутрикорпусных устройств.
• Трубные пучки парогенераторов и теплообменного оборудования АЭС.
• Элементы химического оборудования для переработки облучённого ядерного топлива.
• Детали аппаратов в среде азотной и серной кислот при повышенных температурах.

Нормативная база

• ГОСТ 21908-76 — цирконий и сплавы циркония. Марки.
• ТУ 95.166-83 — лента циркониевая из сплава Э110.
• ASTM B352/B352M — стандарт на циркониевые полосы и ленты для ядерных применений.
• ГОСТ 1497-84 — методы испытаний на растяжение.
• ГОСТ 2789-73 — шероховатость поверхности.

Условия эксплуатации

В реакторе лента 110Б работает при температуре теплоносителя до 350 C, нейтронном облучении флюенсом до 10 н/см и давлении 15,7 МПа. Радиационное охрупчивание и радиационный рост контролируются выбором текстуры прокатки и режимов термообработки. Коррозионная стойкость в воде первого контура с борным регулированием обеспечивается ниобиевым легированием и низким содержанием гафния.

Вопросы и ответы