Защитное покрытие для ослабления коррозионного растрескивания металла

 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании. Задачей изобретения является повышение эффективности защитного покрытия для ослабления коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде. В качестве покрытия используется пленка керамической структуры феррита лития, образуемая посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0<рН<10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития. Технический результат состоит в увеличении инкубационного периода процесса коррозионного растрескивания при отсутствии щелочного охрупчивания.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании.

Известно покрытие из металлического сплава для уменьшения коррозионного растрескивания металлических деталей в воде при высоких температурах (патент WO 9702576 Al, 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 изолирующее защитное покрытие с присадкой благородного металла для ослабления коррозионного растрескивания (патент US 5581588 А, G 21 C 9/00, 1996 г.), выполненное из электроизоляционного материала с присадкой благородного металла.

Недостатками защитных покрытий по указанным аналогам является ограниченная эффективность защиты от коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде, связанная с нарушением сплошности покрытия в процессе термогидравлических циклических нагрузок при пуске, переходе с одного уровня мощности на другой и останове ядерного реактора.

Задачей изобретения является повышение эффективности защитного покрытия для ослабления коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде путем обеспечения сплошности покрытия в процессе термогидравлических циклических нагрузок при пуске, переходе с одного уровня мощности на другой и останове ядерного реактора.

Решение задачи достигается тем, что защитное покрытие для ослабления коррозионного растрескивания металла выполнено из электроизоляционного материала, в качестве которого использована пленка керамической структуры феррита лития Li2Fe508, образуемая посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0<рН<10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития.

Технический результат состоит в увеличении инкубационного периода процесса коррозионного растрескивания при отсутствии щелочного охрупчивания.

Защитную пленку покрытия создают в процессе консервации контуров атомных станций (в стояночном режиме) посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0<рН<10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития. Процесс ускорения перехода продуктов коррозии в воду при рН<10,0 и возможность возникновения эффекта щелочного охрупчивания при рН>10,5 определяют выбранный интервал значений для рН. 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+ 3/2H2адс.

2. Образование на поверхности металла покрытия из нерастворимого феррита лития.

3. Формирование сплошного покрытия из Fе3O4 и LiFeO2. При этом скорость реакции 1-ой стадии становится минимальной. Соотношение Li/Fе в покрытии зависит от концентрации лития в воде.

4. В результате взаимодействия магнетита с гидрооксидом лития при СLiOH>1% образуется Li2Fe5O8: 5Fе3O4 + 6LiOH + 2Н2O --> 3Li2Fe5O8+ 4H2О + 2Надс или по схеме: 2LiFeO2 + Fе3O4 --> Li3Fe5O8.

По мере образования Li3Fe5O8 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. Таким образом, гидрооксид лития оказывается сильным пленкообразующим неорганическим ингибитором, вследствие чего щелочная коррозия, щелочное и водородное охрупчивание при коррекции рН гидрооксидом лития не идут благодаря наличию нерастворимой пленки феррита лития.

Изобретение может быть реализовано в проектируемых и действующих энергетических системах, в частности парогенераторах ядерных энергетических установок, например ПГВ-1000М, особенно для повышения ресурса коллекторов и трубных пучков, при использовании штатных технических средств и типовых технологий обслуживания.

Формула изобретения

Защитное покрытие для ослабления коррозионного растрескивания металла, выполненное из электроизоляционного материала, отличающееся тем, что в качестве материала использована пленка керамической структуры феррита лития, образуемая посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0<рН<10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидроксида лития.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях сборки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) в тепловыделяющую сборку (ТВС) для ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение для дистанционирования тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) в тепловыделяющих сборках (ТВС) ядерного реактора

Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) для ядерных реакторов преимущественно водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР)

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано в качестве источника электропитания в составе космической ядерной энергетической установки (ЯЭУ)

Изобретение относится к сплавам и трубам из такого сплава на основе циркония

Изобретение относится к технологии производства спеченных керамических топливных таблеток для ядерных реакторов, содержащих делящиеся материалы

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано при конверсии оружейного плутония

Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к активным зонам ядерных реакторов с водой под давлением

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано для получения гомогенного ядерного топлива из смеси оксидов урана и плутония

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании

Изобретение относится к способам создания коррозионно-стойкого покрытия на оборудовании или изделиях, изготовленных из перлитных сталей, и может быть использовано для защиты от коррозии различного энергетического оборудования и изделий машиностроения
Изобретение относится к способам создания коррозионно-стойкого покрытия на внутренних поверхностях энергетического оборудования, изготовленного из сталей перлитного класса

Изобретение относится к области получения черных конверсионных оксидных покрытий на стали, предназначенных для защиты стальных поверхностей от коррозии, а также для осаждения на детали нагревательных элементов солнцепоглощающих устройств в гелиотехнике

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для защиты от коррозии стальных поверхностей, а также для нанесения на поверхности нагревательных элементов гелиотехнических устройств

Изобретение относится к технологии термической обработки высокочистого железа

Изобретение относится к нанесению алкоксисилановых покрытий на поверхность металлов

Изобретение относится к области защиты от коррозии стальных или оцинкованных изделий

Изобретение относится к электротехнической листовой стали с изоляционным покрытием с превосходными штампуемостью и адгезионными свойствами. Электротехническая листовая сталь с изоляционным покрытием содержит электротехническую листовую сталь и изоляционное покрытие, сформированное на электротехнической листовой стали. Изоляционное покрытие содержит Si и Fe. Масса Si в изоляционном покрытии в пересчете на SiO2 составляет от 50 до 99% от общей массы покрытия. Мольное отношение (Fe/Si) содержания Fe к содержанию Si в изоляционном покрытии составляет от 0,01 до 0,6. Изоляционное покрытие может содержать органическую смолу и/или смазку, причем в изоляционном покрытии отношение (С (органическая смола + смазка)/(Fe2O3 + SiO2)) массы в покрытии органической смолы и/или смазки в пересчете на С к сумме массы в покрытии Fe в пересчете на Fe2O3 и массы в покрытии Si в пересчете на SiO2 составляет от 0,05 до 0,8. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.
Наверх