Авторы
Алексеев В.В., Орлова Е.А., Варсеев Е.В., Торбенкова И.Ю.
Организация
АО «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Алексеев В.В. – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-42-34; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Орлова Е.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук.
Варсеев Е.В. – инженер-исследователь.
Торбенкова И.Ю. – научный сотрудник.
Аннотация
Моделируется процесс массопереноса продуктов коррозии в неизотермическом контуре со свинцом при подаче кислорода в теплоноситель, получена зависимость для определения производительности источника кислорода при заданном изменении концентрации кислорода в свинце. Получена оценка пороговой концентрации (активности) кислорода в свинце, превышение которой не приводит к увеличению скорости коррозии стали. При достижении пороговой концентрации кислорода начинается образование плюмбоферрита на поверхности стали (достигается активность плюмбоферрита, равная единице). Получена зависимость максимальной скорости коррозии стали от толщины железо-хромистого шпинельного подслоя при температуре 550°С, которая представляет собой прямую линию в логарифмических координатах. При отсутствии в оксидном слое железо-хромистого шпинельного подслоя скорость коррозии достигает экстремальной величины. Рассчитана зависимость скорости экстремальной коррозии стали ЭП-823 в свинце от температуры, которая согласуется с известными экспериментальными данными. При 550°С величина экстремальной скорости коррозии составляет 900 мкм/год.
Ключевые слова
свинец, теплоноситель, сталь, кислород, магнетит, оксидное покрытие, коррозия, массоперенос, скорость потока, температура
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Eliseeva O.I., Tsisar V.P., Fedirko V.M., Matychak Ya.S. Changes in the phase composition of an oxide film on ÉP-823 steel in contact with a static lead melt. Fiziko-Khimicheskaya Mekhanika Materialov, 2004, vol. 40, pp. 90–98.
2. Yeliseyeva O., Tsisar V., Benamati G. Influence of temperature on the interaction mode of T91 and AISI 316L steels with Pb–Bi melt saturated by oxygen. Corrosion Science, 2008, vol. 50, pp. 1672-1683.
3. Eliseeva O.I., Tsisar V.P. Effect of temperature on the interaction of ÉP-823 steel with lead melts saturated with oxygen. Materials Science, 2007, vol. 43, no. 2, pp. 230-237.
4. Gromov B.F., Orlov Yu.I., Martynov P.N., Gulevskii V.A. Problems of the technology of heavy liquid-metal coolants (lead–bismuth, lead). Proc. Sci. Tech. Conf. "Heavy Liquid-Metal Coolants in Nuclear Technologies". Obninsk, 1999, vol. 1, pp. 92–107.
5. Yeliseyeva O., Tsisar V., Zhou Z. Corrosion behavior of Fe–14Cr–2W and Fe–9Cr–2W ODS steels in stagnant liquid Pb with different oxygen concentration at 550 and 650°C. Journal of Nuclear Materials, 2013, vol. 442, pp. 434–443.
6. Алексеев В.В., Орлова Е.А., Козлов Ф.А. и др. Моделирование процессов массопереноса и коррозии сталей в ядерных энергетических установках со свинцовым теплоносителем. Часть 2: Разработка одномерной модели массопереноса. Препринт ФЭИ-3154. Обнинск, 2009. 27 с.
7. Алексеев В.В., Орлова Е.А., Козлов Ф.А. и др. Моделирование процессов массопереноса и коррозии сталей в ядерных энергетических установках со свинцовым теплоносителем. Часть 3: Уточнение предварительных расчетов. Разработка трехмерной модели. Препринт ФЭИ-3179.
Обнинск, 2010.
8. Алексеев В.В., Варсеев Е.В., Кондратьев А.С. и др. Исследование коррозионных повреждений
стали в свинцовом теплоносителе. Часть 1. Оценка термодинамической активности плюмбоферритов. Препринт ФЭИ-3240. Обнинск, 2014. 20 с.
9. Schroer C., Wedemeyer O., Novotny J., Skrypnik A., Konys J. Long-term service of austenitic steel 1.4571 as a container material for flowing lead–bismuth eutecti. Journal of Nuclear Materials, 2011, vol. 418, no. 1-3, pp. 8-15.
10. Иванов В.А. Растворение сталей в потоке лития. Атомная техника за рубежом, 1979, № 10, С. 9-13.
УДК 621.039.534
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2016, вып. 4, 4:17
