Гафниевая проволока B 737 Grade R3 в Минске

Гафниевая проволока B 737 Grade R3: технические характеристики и применение

Гафниевая проволока B 737 Grade R3 — это специализированный продукт атомной промышленности, производимый по стандарту ASTM B 737. Данный материал относится к категории ядерно-чистого гафния с содержанием основного элемента не менее 99,7%. Классификация Grade R3 определяет материал как пригодный для использования в ядерных реакторах, в частности, в качестве материала для регулирующих стержней.

Ключевое отличие гафния Grade R3 от технических марок — ужесточённый контроль примесей, влияющих на сечение захвата тепловых нейтронов. Содержание гафния-178, обладающего аномально высоким сечением захвата, в сумме с другими нейтронопоглощающими элементами строго регламентируется. Это обеспечивает прогнозируемую реактивность регулирующих органов на всём протяжении кампании активной зоны.

Металлургические особенности и механические свойства

Проволока B 737 Grade R3 изготавливается методом холодного волочения с промежуточными вакуумными отжигами. Структура материала — мелкозернистая, рекристаллизованная, с размером зерна не более 5 баллов по ASTM E 112. Отсутствие крупных включений и расслоений контролируется ультразвуковым методом на всех этапах передела.

Механические характеристики проволоки Grade R3 нормируются в состоянии поставки и гарантируют стабильность при длительной эксплуатации в условиях облучения и высоких температур теплоносителя.

Химический состав и контроль примесей

Химический состав проволоки B 737 Grade R3 регламентируется по каждому элементу. Особое внимание уделяется элементам с высоким сечением захвата нейтронов: бору, кадмию, европию, гадолинию, самарию. Их суммарное содержание не должно превышать 1 ppm. Цирконий, являющийся основным сопутствующим элементом, ограничивается на уровне не более 2,5%.

Содержание кислорода и азота контролируется в диапазоне 400–800 ppm и 50–100 ppm соответственно. Углерод не должен превышать 150 ppm. Такой жёсткий контроль обеспечивает коррозионную стойкость материала в водном теплоносителе при температуре до 350 C и давлении до 16 МПа.

Применение в ядерных энергетических установках

Основное назначение гафниевой проволоки B 737 Grade R3 — изготовление поглощающих элементов регулирующих стержней (ПЭЛ) для реакторов типа ВВЭР, PWR и исследовательских установок. Проволока используется в качестве сердечника при производстве стержней СУЗ (системы управления и защиты), а также в составе кластерных регулирующих сборок.

В исследовательских реакторах гафниевая проволока Grade R3 применяется для создания нейтронно-поглощающих экранов и элементов аварийной защиты. Благодаря высокой температуре плавления (2233 C) и устойчивости к радиационному распуханию, материал сохраняет работоспособность при плотности потока нейтронов до 10 смс.

Дополнительные области использования:

• Изготовление мишеней для наработки изотопов в исследовательских реакторах
• Производство нейтронно-поглощающих покрытий для контейнеров транспортировки ОЯТ
• Элементы систем пассивной аварийной защиты быстрых реакторов
• Компенсирующие стержни для критических стендов и подкритических сборок
• Датчики нейтронного потока в системах внутриреакторного контроля

Диапазон диаметров и допуски

Проволока B 737 Grade R3 поставляется в диапазоне диаметров от 1,0 до 6,0 мм. Допуск на диаметр составляет 0,03 мм для размеров до 3 мм и 0,05 мм для больших сечений. Овальность не превышает 50% от допуска на диаметр. Поверхность проволоки должна быть чистой, без заусенцев, трещин, раковин и следов окалины.

Материал поставляется в бухтах массой от 5 до 50 кг или на катушках по согласованию с заказчиком. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием полного химического состава, механических свойств и результатов неразрушающего контроля.

Контроль качества и испытания

Каждая партия проволоки B 737 Grade R3 проходит обязательный входной контроль на предприятии-изготовителе. Проводятся испытания на растяжение при комнатной температуре, контроль твёрдости, металлографический анализ структуры. Дополнительно выполняется контроль сплошности вихретоковым методом с чувствительностью к дефектам глубиной не более 5% от диаметра.

Для партий, предназначенных для использования в активных зонах действующих реакторов, предусмотрен расширенный контроль: определение содержания газообразующих примесей (водород, кислород, азот) методом вакуумной плавки, а также контроль микроструктуры на наличие интерметаллидных фаз.

Вопросы и ответы