Размерные изменения в условиях реакторного облучения

Размерные обусловлены двумя причинами:

1. Ползучесть нагруженного образца, возрастающая под действием облучения.

2. Радиационный рост, то есть появление изменения размеров ненагруженных образцов в потоке нейтронов.

Существует два объяснения:

1. Радиационный рост отдельных зёрен поликристалла.

2. Ползучесть в потоке быстрых нейтронов вызвана дополнительными точечными дефектами, которые увеличиваются при интенсивности нейтронных потоков.

Изменение размеров циркониевых изделий является важнейшим фактором, определяющим работоспособность ТВЭЛовВВЭРов и работоспособность канальных труб реакторов РБМК.

Деформация изделий из циркониевых сплавов при эксплуатации складывается, главным образом, из трёх независимых процессов (протекающих одновременно):

1. Снятие напряжений в изделиях, связанных с процессом возврата, протекающем при отжиге.

2. Радиационный рост, деформация при отсутствии напряжения.

3. Ползучесть – деформация под действием постоянных внешних напряжений.

a. Термическая ползучесть

b. Радиационная ползучесть

Влияние радиационной ползучести достаточно заметно на примере канальных труб. За 7 лет эксплуатации на реакторах КАНДУ длина некоторых труб возросла на 2,5 см.

Под действием нейтронного облучения и при температуре около 300 происходит не только ускоренная ползучесть, но и радиационный рост. Радиационный рост проявляется во всех сплавах циркония.

Под радиационным ростом подразумевается изменение размеров монокристаллов и поликристаллов без приложения наружных напряжений.

Радиационный рост зависит от:

1. Плотности облучения

2. Температуры

3. От предыстории сплавов (холоднокатаные, способ изготовления), включая состав материала.

Можно провести обратный радиационный рост, включая возврат в исходное состояние. Для этого приходится извлекать трубы из реактора.

Четверг, Сентябрь 12, 2013 нет комментариев

Фриттинг-коррозия

Фреттинг-коррозия – коррозия под действием вибрации. Относительное движение ТВЭЛов и дистанционирующих решёток, вызываемое вибрацией от потока воды и частыми изменениями мощности в реакторах, приводит к дефектам в циркониевых изделиях, что угрожает безопасности реактора.

Ресурс работы конструкций может быть ограничен преждевременным износом в результате особого вида повреждения от трения при относительно небольшом колебательном движении. Это относительное перемещение поверхностей может быть очень малым, но достаточным для фреттинг-коррозии. Это одна из причин преждевременного разрушения ТВЭЛов, в частности мест соединения ТВЭЛ с дистанционирующими решёткой. Такая вибрация приводит к сильному истиранию, вплоть до появления сквозных дефектов оболочки.

Как показывает исследование, топливные сборки вибрируют относительно трубы, в которой они расположены; дистанционирующие решётки относительно ТВЭЛов. Начинается с изменения цвета места соединения, потом появление канавок до 100 мкм, уменьшение толщины оболочек ТВЭЛа и до полного разрушения.

Фреттинг-коррозию может уменьшить использованием дистанционирующих решёток пружинного типа. Скорость коррозии зависит от частоты колебания, от амплитуды и общего числа циклов.

Среда, Сентябрь 11, 2013 нет комментариев