Циркониевая лента Э110К в Минске

Циркониевая лента Э110К: технические характеристики и применение

Циркониевая лента Э110К — это холоднокатаный полуфабрикат из циркониевого сплава, легированного ниобием (1,0–1,1 % Nb), с контролируемым содержанием гафния (не более 0,01 %). Материал поставляется в состоянии поставки «холоднокатаный» или «рекристаллизованный» и соответствует требованиям ТУ 95.166-83 и ГОСТ Р 55223-2012. Лента Э110К предназначена для работы в активных зонах водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР-1000, ВВЭР-1200) и исследовательских установках.

Металлургические особенности сплава Э110К

Сплав Э110К относится к классу циркониевых сплавов с ниобием, которые обладают низким эффективным сечением захвата тепловых нейтронов (0,18 барн). Легирование ниобием обеспечивает повышенную прочность при сохранении пластичности, а также стойкость к коррозии в воде и паре при температурах до 350 C. В отличие от сплавов цирконий-олово (например, Zircaloy-4), Э110К характеризуется более высокой ползучестью и меньшей скоростью роста оксидной плёнки в условиях нейтронного облучения.

Ключевые механические характеристики ленты Э110К в рекристаллизованном состоянии:

• Предел прочности при растяжении — 380–450 МПа;
• Предел текучести (_0,2) — 220–300 МПа;
• Относительное удлинение — не менее 25 %;
• Твёрдость по Виккерсу — 160–200 HV;
• Модуль упругости — 95–98 ГПа.

Геометрические параметры и допуски

Циркониевая лента Э110К выпускается в диапазоне толщин 0,3–3,0 мм и шириной 50–300 мм. Допуски на толщину составляют 0,03 мм для лент до 1,0 мм и 0,05 мм для более толстых позиций. Отклонение по ширине не превышает 0,5 мм. Кромки ленты могут быть обрезанными или необрезными — в зависимости от требований заказчика и последующей технологической операции.

Коррозионная стойкость и поведение в реакторных условиях

Лента Э110К демонстрирует скорость коррозии в автоклавных испытаниях (вода, 350 C, 18,6 МПа) не более 2,5 мг/дмсутки после 30 суток экспозиции. Прирост массы оксидной плёнки после 3000 часов испытаний не превышает 50 мг/дм. В условиях облучения с флюенсом до 10²⁶ нейтрон/м (E > 1 МэВ) материал сохраняет целостность и не подвержен охрупчиванию, что подтверждено результатами послереакторных исследований твэлов ВВЭР.

Применение в ядерной энергетике и промышленности

Основное назначение ленты Э110К — изготовление дистанционирующих решёток тепловыделяющих сборок (ТВС), жгутов и обвязочных элементов. Дополнительно материал используется в производстве:

• Пружинных элементов и фиксаторов в конструкциях ТВС;
• Экранирующих оболочек для ионизационных камер;
• Детекторных узлов систем внутриреакторного контроля;
• Компенсаторов и мембран в химическом аппаратостроении;
• Электродов для электрохимических процессов в агрессивных средах.

Благодаря высокой коррозионной стойкости в соляной и серной кислотах умеренных концентраций, лента Э110К также востребована в производстве химической аппаратуры, работающей при температурах до 200 C, и в вакуумной технике, где требуется низкое газовыделение и стабильность размеров.

Контроль качества и приёмочные испытания

Каждая партия ленты Э110К проходит входной контроль химического состава методом атомно-эмиссионной спектрометрии, ультразвуковой контроль сплошности и измерение механических свойств на образцах, отобранных в продольном направлении. Дополнительно контролируется шероховатость поверхности (Ra 0,8 мкм) и отсутствие расслоений, закатов и плен. Для ответственных применений возможна поставка с 100 %-ным контролем геометрии и маркировкой каждой бухты или отрезка.

Вопросы и ответы