Циркониевая проволока Э110 в Минске

Циркониевая проволока Э110 — технические характеристики и применение

Циркониевая проволока Э110 — это деформируемый полуфабрикат из циркониевого сплава, легированного ниобием (1,0–1,1 % Nb), предназначенный для изготовления изделий ядерной энергетики и химического машиностроения. Материал производится методом горячей экструзии с последующей холодной деформацией и промежуточными вакуумными отжигами, что обеспечивает стабильную мелкозернистую структуру и воспроизводимые механические свойства в каждой партии.

Сплав Э110 относится к группе циркониевых материалов с низким эффективным сечением захвата тепловых нейтронов (0,18 барн), что делает его приоритетным выбором для активных зон водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР-440, ВВЭР-1000). Проволока поставляется в нагартованном или отожжённом состоянии, диаметром от 0,5 до 6,0 мм, с допуском по ГОСТ 26468-85 и ТУ 95.441-78.

Металлургические особенности сплава Э110

Основу сплава составляет цирконий марки Э110 с содержанием ниобия 0,9–1,1 %, суммарным содержанием примесей не более 0,2 %. Микролегирование ниобием обеспечивает дисперсионное упрочнение за счёт выделения метастабильной -Nb фазы при термической обработке в интервале 570–610 C. Это формирует комбинацию высокой прочности и пластичности, недостижимую для нелегированного циркония.

Ключевые контролируемые параметры готовой проволоки:

• предел прочности при растяжении — 380–480 МПа (в отожжённом состоянии);
• относительное удлинение — не менее 20 %;
• твёрдость по Виккерсу — 160–220 HV;
• размер зерна — не грубее 8–10 баллов по ГОСТ 5639;
• коррозионная стойкость в автоклавных испытаниях при 360 C — привес не более 22 мг/дм за 72 часа.

Коррозионная стойкость и радиационная стабильность

Проволока Э110 демонстрирует устойчивость к равномерной и локальной коррозии в воде и паре при температурах до 350 C и давлении до 16 МПа. В отличие от сплавов цирконий–олово (например, Zircaloy-4), материал не склонен к охрупчиванию при длительной выдержке в среде с высоким содержанием водорода. Скорость поглощения водорода в условиях реакторного облучения не превышает 15–20 % от общего количества выделившегося водорода.

Радиационная стойкость сплава обеспечивает сохранение не менее 85 % исходных механических характеристик после флюенса быстрых нейтронов 10 н/м при температуре эксплуатации 320–350 C. Это позволяет использовать проволоку для изготовления дистанционирующих решёток, пружинных фиксаторов и других внутрикорпусных устройств активной зоны.

Применение в промышленности

Циркониевая проволока Э110 востребована в отраслях, где требуется сочетание коррозионной стойкости, ядерной прозрачности и жаропрочности:

• производство поглощающих элементов и чехлов тепловыделяющих сборок ядерных реакторов;
• изготовление дистанционирующих решёток и пружинных элементов твэлов;
• химическое машиностроение — уплотнительные кольца, сетки фильтров, крепёж для аппаратов, работающих в контакте с концентрированными кислотами при повышенной температуре;
• производство электродов для электрохимических процессов в агрессивных средах;
• криогенная техника — элементы арматуры, работающие при температурах до –196 C без потери пластичности.

Сортамент и механические свойства

Проволока Э110 поставляется в бухтах массой до 50 кг или на катушках, с защитой поверхности от механических повреждений. Допустимая кривизна на отрезке 1 м — не более 5 мм для диаметров до 3 мм. Поверхность не должна иметь трещин, плен, закатов и следов коррозии; допускаются следы технологической смазки, удаляемые травлением в растворе азотной и плавиковой кислот.

Контроль качества и нормативная база

Каждая партия проволоки Э110 сопровождается сертификатом с указанием химического состава, механических свойств, результатов ультразвукового контроля и данных о термической обработке. Приёмка осуществляется по ГОСТ 26468-85, ТУ 95.441-78 и требованиям ПНАЭ Г-7-008-89 для изделий атомной энергетики. Дополнительно проводится контроль содержания гафния (не более 0,005 %), который является нежелательной примесью из-за высокого сечения захвата нейтронов.

Вопросы и ответы