Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании.
Известен способ ослабления коррозионного растрескивания металлических деталей в воде при высоких температурах, по которому используют покрытие из металлического сплава (Патент WO 9702576, А1, G 21 C 3/07, 1997 г.), имеющее электроизолированный наружный слой, причем в качестве покрытия использован циркониевый сплав, а наружный слой покрытия выполнен из чистого циркония.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ ослабления коррозионного растрескивания, по которому используют изолирующее защитное покрытие с присадкой благородного металла (Патент US 5581588 A, G 21 C 9/00, 1996 г.), выполненное из электроизоляционного материала с присадкой благородного металла.
Недостатками способов эксплуатации защитных покрытий по указанным аналогам является ограниченная продолжительность эффективной защиты oт коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде, связанная с постепенным нарушением сплошности покрытия в течение периода эксплуатации.
Задачей изобретения является обеспечение сплошности защитного покрытия для уменьшения коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде.
Решение задачи достигается тем, что образуют на поверхности металла защитное покрытие из электроизоляционного материала в виде пленки керамической структуры феррита лития в процессе консервации посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0<рН<10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития, а в процессе эксплуатации поддерживают сплошность этой пленки посредством микродозировок гидрооксида лития при 8,0<рН<9,6 и концентрации при 0<α<1.
Технический результат состоит в увеличении инкубационного периода процесса коррозионного растрескивания, а также в поддержании сплошности защитного покрытия при отсутствии щелочного охрупчивания в течение всего периода эксплуатации.
Создают защитную пленку покрытия в процессе консервации контуров атомных станций (в стояночном режиме) посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития. Выбирают водородный показатель в интервале значений 10,0<рН<10,5, так как при рН<10,0 повышается скорость перехода продуктов коррозии в воду, а при рН>10,5 появляется возможность возникновения эффекта щелочного охрупчивания. Добавка гидразин-гидрата обеспечивает химическое связывание кислорода в воде, а добавка гидроксида лития определяет процесс взаимодействия с чистой поверхностью сплавов на основе железа по следующим стадиям.
1. Образование феррита лития и водорода при одновременном нарушении пассивного состояния сплава:
Fe + LiOH --> LiFeO2+ 3/2Н2адс.
2. Образование на поверхности металла покрытия из нерастворимого феррита лития.
3. Формирование сплошного покрытия из Fe3О4 и LiFeO2. При этом скорость реакции 1-ой стадии становится минимальной. Соотношение Li/Fe в покрытии зависит от концентрации лития в воде.
4. В результате взаимодействия магнетита с гидрооксидом лития при CLiOH>1% образуется Li2Fe5O8:
5Fе3O4 + 6LiOH + 2Н2O --> 3Li2Fe5O8 + 4H2O + 2Надс,
или по схеме:
2LiFeO2 + Fe3O4 --> Li2Fe5O8.
По мере образования Li2Fe5O8 расходуется LiOH, концентрация которого падает до тех пор; пока не закончится формирование стабильной пленки Fе3O4 и скорость коррозии не станет минимальной по причине нерастворимости пленки феррита лития в воде, так как она имеет структуру керамики и обладает высоким диффузионным сопротивлением на пути миграции водорода, кислорода, железа и других атомов и ионов. В силу этого пленка обладает высокими защитными свойствами и снижает скорость процесса коррозии, в том числе коррозионного растрескивания, на несколько порядков.
В течение периода эксплуатации в процессе термогидравлических циклических нагрузок при пуске, переходе с одного уровня мощности на другой и останове ядерного реактора возникают нарушения сплошности защитного покрытия.
В процессе эксплуатации сплошность обеспечивают посредством введения в воду и поддержания микродозировок гидрооксида лития при уровне водородного показателя 8,0<рН<9,6 и концентрации в г•ион/литр при 0<α<1, так как сульфат-ион SO4 2- двухвалентен и связывает два катиона Li+, образуя нерастворимое соединение Li2SO4.
Гидрооксид лития, являясь сильным пленкообразующим неорганическим ингибитором, обеспечивает восстановление сплошности защитного покрытия, поэтому щелочная коррозия, щелочное и водородное охрупчивания не идут благодаря восстановлению нерастворимой пленки ферритов лития.
Изобретение может быть реализовано в проектируемых и действующих энергетических системах, в частности парогенераторах ядерных энергетических установок, например, ПГВ-1000 М, особенно для повышения ресурса коллекторов и трубных пучков, при использовании штатных технических средств и типовых технологий обслуживания.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ МЕТАЛЛА | 2001 |
|
RU2188254C2 |
ОБОЛОЧКА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА РЕАКТОРА НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ | 2006 |
|
RU2331941C2 |
СПОСОБ БЕЗОТХОДНОЙ ПАССИВАЦИИ И КОНСЕРВАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИЗ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ | 2000 |
|
RU2182193C1 |
СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ МЕТАЛЛОВ | 2016 |
|
RU2635145C1 |
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ УСТАНОВОК | 1998 |
|
RU2146307C1 |
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ К КОРРОЗИИ ЦЕМЕНТАЦИЕЙ | 2009 |
|
RU2488649C2 |
СПОСОБ ПАССИВАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИЗ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ | 2000 |
|
RU2195514C2 |
СПОСОБ ПАССИВАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ИЗДЕЛИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ | 2000 |
|
RU2228388C2 |
СПОСОБ ВНУТРИКОНТУРНОЙ ПАССИВАЦИИ СТАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ | 2013 |
|
RU2543573C1 |
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С КОМПОЗИТНЫМ ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ | 2019 |
|
RU2740701C2 |
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании. Задачей изобретения является обеспечение сплошности защитного покрытия для уменьшения коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде. Сущность изобретения: на поверхности металла образуют защитное покрытие из электроизоляционного материала в виде пленки керамической структуры феррита лития. Покрытие наносят посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0 <pH <10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития. В процессе эксплуатации поддерживают сплошность этой пленки посредством микродозировок гидрооксида лития при 8,0 <pH <9,6 и концентрации при 0 <α <1. Технический результат состоит в увеличении инкубационного периода процесса коррозионного растрескивания, а также в поддержании сплошности защитного покрытия при отсутствии щелочного охрупчивания в течение всего периода эксплуатации.
Способ ослабления коррозионного растрескивания металла, заключающийся в образовании на поверхности металла защитного покрытия, выполненного из электроизоляционного материала, отличающийся тем, что покрытие образуют в виде пленки керамической структуры феррита лития посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0 < pH < 10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития, а в процессе эксплуатации поддерживают сплошность этой пленки посредством микродозировок гидрооксида лития при 8,0 < pH < 9,6 и концентрации при 0 < α <1.
US 5581588 A, 03.12.1996 | |||
СПОСОБ ФЕДОРОВА Л.Е. ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯ | 1996 |
|
RU2105084C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СПЛАВОВ ЦИРКОНИЯ | 1990 |
|
SU1805695A1 |
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЦИРКОНИЕВОЙ ОБОЛОЧКЕ | 1998 |
|
RU2153202C2 |
US 4610732 A, 09.09.1986 | |||
Люминесцентное покрытие экрана электронно-лучевой трубки для черно-белого телевидения | 1979 |
|
SU902103A1 |
Авторы
Даты
2002-08-27—Публикация
2001-10-17—Подача