Ученые ТПУ провели высокотемпературные испытания сварных соединений циркониевых сплавов с защитными покрытиями

Циркониевые сплавы используются в активной зоне ядерных реакторов с водой под давлением, и задача ученых состоит в поиске оптимального материаловедческого решения для их защиты от высокотемпературного окисления.

«Ранее было показано, что хромовые покрытия могут быть эффективны для защиты циркониевых оболочек от окисления при нормальной работе и условиях, моделирующих тяжелую аварию на ядерном реакторе. Далее мы изучили влияние защитных покрытий из хрома на стойкость к окислению сварных соединений, полученных контактной и лазерно-лучевой сваркой.

Эксперименты показали, что сварные соединения имеют отличную от объемного сплава микроструктуру, что может приводить к их ускоренному окислению в зоне термического воздействия и шве»,

— рассказывает доцент научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга Дмитрий Сиделёв.

Для экспериментов Новосибирский завод химконцентратов изготовил образцы сварных соединений по технологии, применяемой для ТВЭЛов. Ученые ТПУ нанесли на них хромовые покрытия методом вакуумного осаждения и выполнили высокотемпературные испытания при температуре 1100 °С на воздухе.

«Мы показали, что хромовые покрытия микронных толщин позволяют существенно замедлить окисление сварных соединений циркониевых сплавов. Сварные соединения без покрытий имеют высокую кинетику окисления. В настоящий момент мы продолжаем испытания в условиях, моделирующих нормальную работу реактора и аварию, но уже при более высоких температурах (1200 °С и выше)», — добавил ученый.

Исследования в Томском политехе ведутся в рамках гранта РНФ 19-79-10116 «Разработка научно-технических основ формирования покрытий хрома на циркониевом сплаве Э110, включая сварные соединения, для изготовления устойчивых к аварийным ситуациям компонентов активной зоны ядерных реакторов».

Источник: Служба новостей ТПУ