СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ СТАЛЬНОГО ЦИРКУЛЯЦИОННОГО КОНТУРА СО СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ Российский патент 1997 года по МПК C23F11/00 

Изобретение относится к технологии поддержания коррозионной стойкости поверхностей, соприкасающихся в процессе эксплуатации с жидкими свинецсодержащими сплавами, находящимися при температуре до 900 К и может быть использовано в металлургии, химической промышленности, ядерной и традиционной энергетике.

Известен способ поддержания коррозионной стойкости стального циркуляционного контура со свинецсодержащим теплоносителем. Известный способ заключается в создании на поверхности конструкционной стали антикоррозионного покрытия из оксидов компонентов конструкционной стали.

Недостатком известного способа является то, что в процессе эксплуатации контура защитные свойства покрытия могут ухудшаться за счет растворения покрытия в теплоносителе, что при определенных условиях приводит к коррозии конструкционных сталей.

Задача изобретения создание способа, лишенного указанного недостатка. Поставленная задача решается тем, что в теплоносителе создают условия, препятствующие растворению антикоррозионного покрытия на внутренней поверхности циркуляционного контура за счет поддержания концентрации растворенного в теплоносителе кислорода не ниже значения, определяемого по формуле:
lgC -0,33-2790/T+lgC_s+lgjC_Pb, (1)
где С концентрация растворенного в теплоносителе кислорода, мас.

Т максимальная температура теплоносителя в контуре, K;
С_s концентрация растворенного в теплоносителе кислорода при насыщении при температуре Т, мас.

j коэффициент термодинамической активности свинца в теплоносителе, обратные мас.

C_Pb концентрация свинца в теплоносителе, мас.

Указанная выше зависимость получена расчетно-экспериментальным путем.

Концентрацию растворенного в теплоносителе кислорода можно поддерживать путем введения в циркуляционный контур кислорода, его смеси с газами и парами воды. Ввод вышеуказанных веществ предлагается осуществлять путем эжекции в объем теплоносителя или подачи на поверхность раздела теплоносителя с газовой фазой. Кроме того, концентрацию растворенного кислорода можно увеличивать путем растворения оксидов компонентов теплоносителя. Эти оксиды компонентов теплоносителя могут быть специально помещены в определенный участок контура либо образованы за счет выкристаллизации их из теплоносителя, либо образованы за счет окисления компонентов теплоносителя в контуре.

Поддержание концентрации кислорода на уровне не ниже указанного предела препятствует протеканию процесса растворения оксидного антикоррозионного покрытия на поверхности конструкционных сталей, контактирующей с теплоносителем. Таким образом достигается указанный технический результат.

Изобретение осуществляли следующим образом. В циркуляционном контуре из нержавеющей стали Х18Н10Т с эвтектическим сплавом свенц-висмут в качестве теплоносителя при максимальной температуре в контуре 623 К при помощи гальванической ячейки с твердым электролитом осуществляли контроль содержания растворенного в теплоносителе кислорода. Для данных условий предельно низкая концентрация кислорода, определяемая выражением (1) составляет 2,6•10^-10 мас. В процессе непрерывной эксплуатации контура в течение 2000 ч поддерживали концентрацию кислорода 6•10^-8 - 6•10^-7 мас. При уменьшении концентрации растворенного кислорода до уровня 6•10^-8 мас. осуществляли введение кислорода в теплоноситель подачей кислородно-аргоной смеси (10% O₂, 90% Ar) на поверхность раздела теплоносителя с газовой фазой. В результате окисления теплоносителя кислородом, образовывались оксиды свинца, которые растворяясь в расплаве, увеличивали концентрацию растворенного в теплоносителе кислорода до значения ≈ 6•10^-7 мас. После 2000 ч эксплуатации сдренировали теплоноситель и провели ревизию состояния внутренних поверхностей контура, которая подтвердила целостность антикоррозионного покрытия.

Изобретение относится к технологии поддержания коррозионной стойкости поверхностей, соприкасающихся в процессе эксплуатации с жидкими свинецсодержащими сплавами, находящимися при температуре до 900 К и может быть использовано в металлургии, химической промышленности, ядерной и традиционной энергетике. Способ поддержания коррозионной стойкости стального циркуляционного контура со свинецсодержащим теплоносителем включает создание на внутренней поверхности контура антикоррозионного покрытия из оксидов компонентов конструкционных сталей, при этом в процессе эксплуатации контура поддерживают концентрацию растворенного в теплоносителе кислорода не ниже значения, определяемого по формуле:
lgC = -0,33-2790/T+lgC_s+lgjC_Pb,
где С - концентрация растворенного в теплоносителе кислорода, мас.%;
Т - максимальная температура теплоносителя в контуре, K;
C_s - концентрация растворенного в теплоносителе кислорода при насыщении при температуре Т, мас.%;
j - коэффициент термодинамической активности свинца в теплоносителе, обратные мас.%;
C_Pb - концентрация свинца в теплоносителе, мас.%.

9 з. п. ф-лы.

1. Способ поддержания коррозионной стойкости стального циркуляционного контура со свинецсодержащим теплоносителем, включающий создание на внутренней поверхности контура антикоррозионного покрытия из оксидов компонентов конструкционных сталей, отличающийся тем, что в процессе эксплуатации контура поддерживают концентрацию растворенного в теплоносителе кислорода не ниже значения, определяемого по формуле
lgC -0,33 2790/T + lgC_s + lgjC_P b,
где C концентрация растворенного в теплоносителе кислорода, мас.

T максимальная температура теплоносителя в контуре, К;
C_s концентрация растворенного в теплоносителе кислорода при насыщении при температуре Т, мас.

j коэффициент термодинамической активации свинца в теплоносителе, обратные мас.

C_P b концентрация свинца в теплоносителе, мас.