Циркониевый лист R702: характеристики, применение и сортамент
Циркониевый лист R702 — деформируемый полуфабрикат из нелегированного циркония марки R702 (UNS R60702), соответствующей ASTM B551 и ASTM B352. Материал относится к классу «реакторный цирконий» с гарантированным пределом содержания гафния — не более 4,5 %. Именно низкое содержание гафния обеспечивает малое сечение захвата тепловых нейтронов — около 0,18 барн, что делает лист R702 пригодным для работы в активной зоне и контуре теплоносителя.
Технические параметры листа R702
Цирконий R702 поставляется в отожжённом состоянии. Структура — однофазный -цирконий с гексагональной плотноупакованной решёткой. Предел прочности при растяжении составляет 379–552 МПа, предел текучести (0,2 %) — не менее 207 МПа, относительное удлинение — от 16 %. Твёрдость по Виккерсу — около 100–130 HV. Плотность — 6,51 г/см, температура плавления — 1852 C, модуль упругости — 88 ГПа.
Коррозионная стойкость листа R702 в перегретом паре и воде высоких параметров определяется плотной оксидной плёнкой ZrO. Скорость коррозии в воде при 360 C не превышает 0,5 мг/(дмсут). В соляной, серной и фосфорной кислотах средней концентрации цирконий устойчив вплоть до 100 C, что выгодно отличает его от титана и нержавеющих сталей аустенитного класса.
Сортамент и допустимые отклонения
Лист циркониевый R702 выпускается горячекатаным и холоднокатаным. Толщина — от 0,5 до 50 мм, ширина — до 1500 мм, длина — до 3000 мм. Для холоднокатаного листа толщиной до 3 мм предельные отклонения по толщине составляют 0,05 мм. Кромки — обрезные или необрезные. Поставка — в термообработанном состоянии, травленый или механически зачищенный.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–1,0 | до 600 | 379–480 | 207 | 20 |
| 1,0–3,0 | до 1000 | 400–510 | 230 | 18 |
| 3,0–10,0 | до 1500 | 420–552 | 250 | 16 |
| 10,0–50,0 | до 1500 | 450 | 280 | 16 |
Области применения
- Оборудование химических производств: реакторы, теплообменники, колонны синтеза в среде соляной и серной кислот.
- Аппараты нефтегазопереработки: установки гидрокрекинга, трубчатые печи, работающие с агрессивными средами при 200–400 C.
- Ядерная энергетика: элементы активной зоны, каналы СУЗ, оболочки ТВЭЛ, внутрикорпусные устройства реакторов ВВЭР и PWR.
- Медицинская техника: имплантаты, хирургический инструмент, компоненты оборудования для стерилизации.
- Производство удобрений: узлы контакта с фосфорной и азотной кислотами, распылительные форсунки.
- Опреснительные установки: теплообменные поверхности, работающие с морской водой при повышенных температурах.
Технологичность и обработка
Циркониевый лист R702 удовлетворительно обрабатывается резанием твёрдосплавным инструментом с обильным охлаждением. Сварка выполняется в среде аргона вольфрамовым электродом (TIG) с защитой обратной стороны шва. Склонность к газопоглощению требует тщательной зачистки кромок и контроля влажности защитного газа. Гибка в холодном состоянии возможна при радиусе не менее 2,5 толщины листа. Отжиг проводится при 700–800 C в вакууме или инертной среде.
Вопросы и ответы
Чем циркониевый лист R702 отличается от R60705?
R702 — нелегированный цирконий с содержанием гафния до 4,5 %. R60705 — сплав циркония с 2–3 % ниобия, обладающий более высокой прочностью (предел текучести от 380 МПа) и улучшенной коррозионной стойкостью в высокотемпературной воде.
Какой максимальный размер листа R702 доступен?
Горячекатаный лист поставляется толщиной до 50 мм, шириной до 1500 мм и длиной до 3000 мм. Холоднокатаный лист — толщиной от 0,5 мм при ширине до 1000 мм.
Применяется ли лист R702 в средах с плавиковой кислотой?
Нет. Плавиковая кислота и фториды активно разрушают оксидную плёнку ZrO. В таких средах цирконий R702 не применяется.
Какие стандарты регламентируют поставку листа R702?
Основные стандарты — ASTM B551 (лист, полоса, плита) и ASTM B352 (продукция из реакторного циркония). Химический состав и механические свойства подтверждаются сертификатом качества производителя.
