Циркониевая лента 125Б: характеристики, применение и технические параметры
Циркониевая лента 125Б — полуфабрикат из циркониевого сплава Э125 (Zr–1% Nb), выпускаемый в виде холоднокатаной полосы толщиной 0,1–2,0 мм. Сплав системы Zr–Nb относится к классу коррозионностойких циркониевых материалов, применяемых преимущественно в атомной энергетике. Лента 125Б сохраняет гексагональную плотноупакованную кристаллическую решётку -Zr при рабочих температурах до 400 C, что обеспечивает стабильность механических свойств в условиях реакторного облучения.
Технические характеристики ленты 125Б
Химический состав сплава Э125 регламентируется содержанием ниобия 0,9–1,1 % масс., циркония — основа. Примеси гафния ограничены на уровне не более 0,01 %, что критично для минимизации сечения захвата тепловых нейтронов. Суммарное содержание железа, хрома и никеля не превышает 0,1 %. Лента поставляется в отожжённом состоянии с регламентированной степенью нагартовки.
| Параметр | Значение | Единица | Условия контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 380 | МПа | 20 C, отожжённое состояние | ТУ 95.166 |
| Предел текучести 0,2 | 250 | МПа | 20 C | ТУ 95.166 |
| Относительное удлинение | 20 | % | 20 C, база 50 мм | ТУ 95.166 |
| Толщина ленты | 0,1–2,0 | мм | Микрометрический контроль | ГОСТ 18318 |
| Ширина полосы | 50–400 | мм | Измерение по кромке | ТУ 95.166 |
| Содержание Nb | 0,9–1,1 | % масс. | Спектральный анализ | ТУ 95.166 |
Области применения
Лента 125Б используется в конструкциях активных зон ядерных реакторов на тепловых нейтронах. Основные направления:
- Оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов) водо-водяных энергетических реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200.
- Каналы СУЗ и элементы управления реакторной установкой РБМК.
- Дистанционирующие решётки и элементы крепления ТВС в реакторах PWR и BWR.
- Гидридные замедлители и экраны радиационной защиты в транспортных энергетических установках.
- Технологические каналы исследовательских реакторов с водяным охлаждением.
Технологические особенности производства
Изготовление ленты 125Б включает вакуумно-дуговой переплав слитков циркониевой губки, горячую прокатку при 700–800 C, промежуточные отжиги в вакуумных печах при остаточном давлении не выше 1 10 Па и холодную прокатку с финишной термообработкой. Отжиг проводится при 580–620 C в течение 2–4 часов. Конечная структура — рекристаллизованный -Zr с размером зерна 5–15 мкм. Поверхность ленты подвергается травлению в кислотных растворах для удаления окисной плёнки и загрязнений.
Условия эксплуатации
В контуре теплоносителя первого контура ВВЭР лента 125Б работает при температуре теплоносителя 280–320 C, давлении 15,7 МПа и скорости потока до 5 м/с. Коррозионная стойкость сплава Э125 в воде с борным регулированием обеспечивается формированием плотной оксидной плёнки ZrO моноклинной модификации. Скорость коррозии не превышает 1–2 мкм/год при нейтронном облучении флюенсом до 1 10 нейтр./см. Радиационное рост и ползучесть контролируются легированием ниобием, снижающим анизотропию деформации.
Вопросы и ответы
Чем отличается сплав Э125 от Э110?
Сплав Э125 содержит 0,9–1,1 % ниобия, тогда как Э110 — 1 % ниобия при более жёстких ограничениях по примесям железа и кислорода. Э125 применяется преимущественно для оболочек твэлов ВВЭР, Э110 — для каналов и элементов СУЗ.
При какой температуре проводится отжиг ленты 125Б?
Рекристаллизационный отжиг выполняется в вакууме при 580–620 C с выдержкой 2–4 часа. Температура выше 650 C приводит к росту зерна и снижению пластичности.
Какая толщина ленты 125Б доступна для поставки?
Стандартный сортамент включает ленту толщиной от 0,1 до 2,0 мм. Толщина менее 0,1 мм поставляется по отдельному заказу с ограничением по ширине.
Допускается ли сварка ленты 125Б?
Да, сварка выполняется в среде аргона высокой чистоты или в камерах с контролируемой атмосферой. Сварные швы требуют последующей термообработки при 550–600 C для снятия напряжений.
