Гафниевая лента B 737 Grade R3 в Минске

Гафниевая лента B 737 Grade R3: свойства, сортамент и применение

Гафниевая лента B 737 Grade R3 — деформированный полуфабрикат из металлического гафния, выпускаемый в соответствии с требованиями ASTM B737. Марка Grade R3 обозначает реакторный гафний с регламентированным содержанием примесей, в первую очередь циркония. Именно цирконий определяет ключевое свойство материала — сечение захвата тепловых нейтронов. Для Grade R3 содержание циркония ограничено на уровне не более 3,0 %, что обеспечивает высокую эффективность поглощения нейтронов при сохранении достаточной технологической пластичности.

Лента изготавливается методом холодной прокатки слитков после вакуумно-дугового или электронно-лучевого переплава. Готовый прокат поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии, с обрезной кромкой, в рулонах или мерных полосах. Толщина ленты B 737 Grade R3 обычно находится в диапазоне 0,05–3,0 мм, ширина — до 300 мм. Точность прокатки по толщине выдерживается в пределах 5 % для тонких сечений.

Химический состав и механические характеристики

Марка Grade R3 нормирует примеси, влияющие на ядерно-физические и механические свойства. Основные ограничения по ASTM B737 приведены ниже.

Сортамент и состояние поставки

• Толщина — 0,05–3,0 мм; допуск по толщине 5 % для сечений менее 0,5 мм.
• Ширина — 10–300 мм; кромка обрезная или продольно-резная.
• Состояние — отожжённое (мягкое), нагартованное, прокатанное с обжатием 20–60 %.
• Форма поставки — рулоны, бухты, мерные полосы по длине заказчика.
• Поверхность — травленая, шлифованная или механически зачищенная.
• Контроль — ультразвуковая дефектоскопия, рентгеновский контроль сварных соединений.

Применение в ядерной энергетике и специальных системах

Основное назначение ленты B 737 Grade R3 — изготовление стержней системы управления и защиты (СУЗ) реакторов на тепловых нейтронах. Из ленты штампуют и сваривают оболочки поглощающих элементов, которые устанавливаются в каналы ВВЭР и PWR. Высокое сечение захвата гафния позволяет использовать его без обогащения бором, что упрощает топливный цикл.

В реакторах на быстрых нейтронах лента применяется для изготовления вкладышей и экранов радиационной защиты, работающих при температурах до 400 C. Гафний сохраняет коррозионную стойкость в водных теплоносителях с борной кислотой, что важно для первого контура.

Помимо атомной отрасли, лента Grade R3 используется в производстве:

• плазменных и ионных источников для ускорителей заряженных частиц;
• электродов для размерной электрохимической обработки жаропрочных сплавов;
• геттеров в вакуумных системах и электронно-лучевых установках;
• мишеней для магнетронного напыления функциональных покрытий;
• компонентов датчиков ионизирующего излучения в дозиметрии.

Технологические особенности обработки

Гафний склонен к активному окислению при нагреве выше 400 C, поэтому отжиг и сварка выполняются в вакууме или в среде высокочистого аргона. Лента Grade R3 удовлетворительно сваривается аргонодуговой сваркой и электронно-лучевым методом; сварные швы требуют последующей термообработки для снятия напряжений.

Механическая обработка затруднена из-за склонности к налипанию на режущий инструмент. Применяются твердосплавные фрезы с износостойкими покрытиями и обильное охлаждение. Резка ленты выполняется на гильотинных ножницах или лазером в среде аргона.

Вопросы и ответы