Авторы
Ниязов С.-А.С., Иванов К.Д., Осипов А.А.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Ниязов С.-А. С. – старший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-44-40; e-mail:
Иванов К.Д. – ведущий научный сотрудник, доктор технических наук.
Осипов А.А. – старший научный сотрудник, кандидат технических наук.
Аннотация
Рассмотрены тенденции и основные подходы в моделировании процессов окисления конструкционных сталей в тяжелых жидкометаллических теплоносителях.
Показано, что современный этап характеризуется переходом от описания окислительного процесса в виде простейших форм кинетического уравнения, характеризующего изменение общей толщины оксидной пленки, к более детальному описанию процесса в виде системы нескольких уравнений.
Эта модель в большей степени соответствует современному состоянию экспериментальных методов исследования, позволяющих не только определять общую толщину оксидных пленок, но и количественно характеризовать более тонкую структуру оксидных пленок и прилегающих к ней слоев стали.
В отличие от предшествующих моделей она обладает рядом преимуществ:
– в явном виде содержит параметр, характеризующий интенсивность убыли толщины матрицы стали – основного показателя коррозионной стойкости стали;
– более детально описывает характер изменения общей толщины оксидного слоя во времени как суперпозицию процессов, протекающих на его внутренней и внешней границах;
– содержит параметры, характеризующие состав стали и состав оксидных пленок;
– позволяет разделить процессы диффузионного выхода компонентов стали в теплоноситель и процессы диссоциации внешнего оксидного слоя.
Выполнен анализ основных направлений совершенствования модели. На конкретных примерах рассмотрения ряда особенностей протекания окислительного процесса продемонстрирован высокий потенциал ее дальнейшего развития.
Ключевые слова
тяжелый жидкометаллический теплоноситель, кислород, окисление сталей, конструкционная сталь, парциальное давление, температура, оксидная пленка, коэффициент диффузии, модель окисления, активность кислорода, матрица стали
УДК 621.039.534
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 1, c. 189–197