Циркониевая труба Э110К в Минске

Циркониевая труба Э110К: характеристики, сортамент и применение

Циркониевая труба Э110К — трубный полуфабрикат из сплава Э110К (Zr–1 % Nb), легированного ниобием и относящегося к системе цирконий–ниобий. Сплав разработан для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) и каналов ядерных реакторов типа ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200. Труба Э110К сочетает малое сечение захвата тепловых нейтронов (a 0,18 барн для циркония), высокую коррозионную стойкость в водно-химических средах первого контура и достаточную радиационную стойкость при нейтронном облучении.

Технические параметры и сортамент

Трубы Э110К выпускают по отраслевым стандартам и ТУ, регламентирующим химический состав, механические свойства и структуру металла. Основные параметры:

• наружный диаметр — 9,1–13,0 мм (оболочки ТВЭЛ), до 88 мм (канальные трубы);
• толщина стенки — 0,6–0,8 мм для оболочек, 2–4 мм для каналов;
• предел прочности при 20 C — 440–620 МПа;
• предел текучести — не менее 300 МПа;
• относительное удлинение — не менее 20 %;
• рабочая температура — до 350–380 C в теплоносителе первого контура.

Содержание ниобия в сплаве Э110К — 0,9–1,1 %; примеси железа, кислорода и углерода строго нормируются, поскольку их превышение снижает коррозионную стойкость и повышает склонность к радиационному росту. Структура металла — рекристаллизованный -цирконий с мелкодисперсными выделениями -Nb.

Технология производства

Производство труб Э110К включает вакуумно-дуговой или электронно-лучевой переплав шихты из губчатого циркония и лигатуры Zr–Nb, горячую деформацию слитка, прессование, холодную прокатку на станах ХПТ с промежуточными отжигами в вакууме или инертной среде, финишную отделку и неразрушающий контроль. Ключевые операции:

• вакуумный отжиг при 580–620 C для снятия наклёпа;
• холодная прокатка с обжатием 40–60 % за проход;
• правка и резка в размер с допуском 0,05 мм;
• ультразвуковая дефектоскопия и рентгеновский контроль сварных соединений;
• гидравлические испытания на герметичность при давлении до 1,5 рабочего.

Области применения

Трубы Э110К применяются преимущественно в атомной энергетике и смежных отраслях, где требуется сочетание радиационной стойкости и коррозионной инертности:

• оболочки ТВЭЛ и стержни СУЗ реакторов ВВЭР-1000, ВВЭР-1200;
• каналы и чехлы тепловыделяющих сборок;
• трубопроводы первого контура АЭС с водным теплоносителем;
• элементы парогенераторов и теплообменного оборудования;
• детали химического машиностроения для агрессивных сред на основе хлоридов и щелочей.

В химической промышленности трубы Э110К используются в реакторах синтеза, работающих с соляной и серной кислотой при температурах до 300 C, где нержавеющие стали 12Х18Н10Т уступают по коррозионной стойкости. В медицинской технике из сплава Э110К изготавливают компоненты рентгеновского оборудования.

Вопросы и ответы