2019, Выпуск 1

DOI: 10.55176/2414-1038-2019-1-124-131

Авторы

Орлова Е.А.¹, Орлов А.В.¹, Соломатин А.Е.², Засорин И.И.²

Организация

¹ Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Обнинск, Россия
² Акционерное общество «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Орлова Е.А.¹ – ведущий специалист, кандидат технических наук, доцент.
Орлов А.В.¹ – ведущий специалист, кандидат физико-математических наук, доцент.
Соломатин А.Е.² – научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-86-55; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Засорин И.И.² – ведущий инженер.

Аннотация

Наиболее изученным и широко используемым на атомных электростанциях (АЭС) является натрий. Существенной проблемой, ограничивающей его применение, является мощное экзотермическое взаимодействие с водой. Температура факела горения натрия при контакте с водяным паром достигает 1600 К. Проблема защиты стальных трубок от разрушения при выбросе водяного пара в натрий на сегодняшний день решена своевременным обнаружением малой течи.
В основном в контакте с натрием стабильны тройные оксиды. Проникновение натрия в сталь приводит к повреждению конструкционного материала при наличии химической реакции с образованием ферро-хроматов натрия и определяется уровнем кислорода в натрии существования этих соединений. Образование соединений натрия с железом и хромом в стали при ее контакте с гидроксидом натрия подчиняется зависимости от времени в степени 0,5, что свидетельствует о диффузионном механизме взаимодействия. Проникновение натрия в сталь 10Х18Н9, 10Х18Н10Т с образованием соединения Na(Fe_xCr_1–x)O₂ на поверхности стали и зоны с объемно-центрированной (α) структурой в более глубоких слоях в результате контакта с NaOH в течение 6 ч при 1000 К составило около 250 мкм.
В то же время, NaCrO₂ на поверхности хрома в отсутствие железа не превышает 30 мкм и имеет антикоррозионные свойства, а также высокое электрическое сопротивление (около 1 МОм).
Показано, что дистиллированный натрий проникает в стали 10Х2М и 10Х18Н10Т при 923 и 1023 К за 500 ч на глубину менее 2 мкм, т. е. сорбируется в поверхностных слоях и не оказывает существенного влияния на свойства стали.

Ключевые слова
натрий, сталь, вода, проницаемость, кислород, соединения, атомные электростанции

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.534

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2019, выпуск 1, 1:10