Циркониевый лист Э125 в Минске

Циркониевый лист Э125 — технические характеристики и применение

Циркониевый лист Э125 — это полуфабрикат из циркониевого сплава, легированного ниобием (2,4–2,7 % Nb), производимый методом горячей и холодной прокатки. Материал относится к группе реакторных циркониевых сплавов и предназначен для эксплуатации в активных зонах ядерных энергетических установок, а также в агрессивных химических средах. Лист Э125 сочетает низкое сечение захвата тепловых нейтронов с высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью при температурах до 350 C.

Химический состав и структура

Сплав Э125 регламентируется ГОСТ Р 56395-2015 и ТУ 95.466-98. Основные легирующие элементы — ниобий (2,4–2,7 %) и цирконий (основа). Содержание примесей строго ограничено: железо — не более 0,05 %, кислород — 0,06–0,12 %, углерод — не более 0,02 %. Микроструктура листа после финальной термической обработки — рекристаллизованное равноосное зерно размером 5–10 мкм, что обеспечивает стабильность механических свойств в условиях радиационного воздействия.

Поставляется в состояниях поставки: отожжённое (M), холоднокатаное (T) и термомеханически обработанное (TM). Толщина листового проката — 0,5–8,0 мм, ширина — до 1000 мм, длина — до 3000 мм. Допуски по толщине соответствуют классу точности В по ГОСТ 26877-2014.

Механические свойства листа Э125

Прочностные характеристики циркониевого листа Э125 определяются содержанием кислорода и режимом финальной обработки. Предел прочности при комнатной температуре составляет 380–480 МПа, предел текучести — 250–350 МПа, относительное удлинение — не менее 20 %. При температуре 350 C предел текучести снижается до 140–180 МПа, что учитывается при расчёте оболочек твэлов и канальных труб.

Коррозионная стойкость и радиационная стабильность

Лист Э125 демонстрирует высокую стойкость к равномерной и локальной коррозии в воде и паре при температуре до 350 C и давлении до 16 МПа. Привес массы в автоклавных испытаниях (вода, 350 C, 24 ч) не превышает 20 мг/дм. Легирование ниобием подавляет образование гидридной фазы и снижает скорость водородного охрупчивания по сравнению с нелегированным цирконием.

Радиационная стойкость сплава Э125 обеспечивает сохранение пластичности при флюенсе быстрых нейтронов до 110 нейтр/м. Материал не склонен к радиационному росту и ползучести в интервале температур 280–350 C, что подтверждено многолетней эксплуатацией в ВВЭР-440 и ВВЭР-1000.

Применение циркониевого листа Э125

Основная область использования листа Э125 — атомная энергетика, где из него изготавливаются элементы активной зоны и внутрикорпусные устройства. Материал также востребован в химическом машиностроении для оборудования, работающего с агрессивными средами.

• Оболочки и концевые детали тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР
• Канальные трубы и дистанционирующие решётки кипящих реакторов
• Футеровочные листы аппаратов для производства уксусной и муравьиной кислоты
• Теплообменное оборудование для сернокислотного производства
• Детали насосов и арматуры, контактирующие с расплавами солей
• Электроды и токоподводы в электрохимических процессах

Технологические особенности обработки

Циркониевый лист Э125 поддаётся всем видам механической обработки: резке, гибке, штамповке и сварке. Сварка выполняется аргонодуговым методом с присадочной проволокой того же состава в среде аргона высокой чистоты (не менее 99,98 %). Сварные соединения по прочности достигают 90–95 % от основного металла. При гибке минимальный радиус составляет 2–3 толщины листа для отожжённого состояния и 4–5 толщин для холоднокатаного.

Материал требует защиты от загрязнения кислородом и азотом при нагреве выше 400 C. Термообработка проводится в вакууме или в атмосфере инертного газа. Хранение листов — в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не более 60 %.

Вопросы и ответы