Фольга Э110К в Минске

Фольга Э110К: циркониевый сплав для ядерной энергетики

Фольга Э110К — прецизионный прокат из циркониевого сплава, легированного ниобием (1,0–1,1 % Nb), предназначенный для применения в активных зонах ядерных реакторов. Материал производится по ТУ 95.166-83 и соответствует требованиям к изделиям, работающим в условиях высокотемпературного водного теплоносителя и нейтронного облучения. В отличие от конструкционных сталей, Э110К обладает низким сечением захвата тепловых нейтронов, что делает его незаменимым для компонентов ядерного топливного цикла.

Технология производства и структура

Фольга Э110К изготавливается методом холодной прокатки из вакуумно-дугового переплава слитков циркониевого сплава. Металл проходит многоступенчатую деформацию с промежуточными вакуумными отжигами при температуре 580–620 C, что обеспечивает рекристаллизованную мелкозернистую структуру с размером зерна не более 5 мкм. Толщина фольги варьируется от 0,05 до 0,3 мм при допуске 0,005 мм, ширина полосы — 50–300 мм. Поверхность не имеет окалины, расслоений и неметаллических включений, контролируемых ультразвуковым методом.

Механические и коррозионные характеристики

Сплав Э110К демонстрирует сбалансированный комплекс свойств, критичных для эксплуатации в реакторных установках типа ВВЭР и РБМК. Предел прочности при комнатной температуре составляет 350–450 МПа, предел текучести — 200–300 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. При рабочих температурах теплоносителя (300–350 C) материал сохраняет стабильную ползучесть и сопротивление радиационному росту. Коррозионная стойкость в воде и паре при давлении до 15 МПа обеспечивается формированием плотной оксидной плёнки ZrO, скорость коррозии не превышает 2 мг/дмсутки.

Применение в ядерных и смежных отраслях

Основная область использования фольги Э110К — производство дистанционирующих решёток, торцевых экранов и поглощающих элементов тепловыделяющих сборок (ТВС) водо-водяных энергетических реакторов. Тонкий прокат применяется также в качестве подложек при нанесении покрытий на основе карбида бора для систем аварийной защиты. За пределами атомной отрасли материал востребован в вакуумной технике и химическом аппаратостроении, где требуется стойкость к агрессивным средам при температурах до 400 C.

• Дистанционирующие решётки ТВС реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200
• Экранирующие элементы и отражатели нейтронов исследовательских реакторов
• Подложки для гадолиниевых выгорающих поглотителей
• Детали вакуумных насосов и высокотемпературных печей
• Теплообменное оборудование химических производств с агрессивными средами

Особенности монтажа и контроля качества

Фольга Э110К поставляется в рулонах с защитной полимерной плёнкой, исключающей механические повреждения кромок. Резка выполняется на гильотинных ножницах или лазерным методом без образования заусенцев и наклёпа. Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием химического состава, результатов механических испытаний и данных ультразвукового контроля сплошности. Допустимое содержание примесей строго регламентировано: кислород — не более 0,05 %, углерод — не более 0,02 %, железо — не более 0,03 %, что гарантирует стабильность свойств при длительном облучении.

Вопросы и ответы