Pręt/pręt ze stopu cyrkonu

Następujące niezastąpione właściwości sprawiają, że pręt/pręt ze stopu cyrkonu odgrywa ważną rolę w wielu zastosowaniach przemysłowych:

1. Ekstremalnie niski przekrój absorpcji neutronów termicznych-

To główny powód, dla którego stop cyrkonu może być pierwszym wyborem dla przemysłu nuklearnego. Jako paliwo do reaktora jądrowego, neutron termiczny stopu cyrkonu o słabej zdolności pochłaniania, pozwala na udział większej ilości neutronów termicznych w ciągłej reakcji rozszczepienia jądrowego, dzięki czemu można promować ekonomiczność i wydajność reaktora.

2. Doskonała odporność na korozję

Cyrkon może zostać uwolniony do warstwy utleniającej o zwartej, stabilnej i silnej przyczepności, której głównym składnikiem jest dwutlenek cyrkonu w środowiskach o wysokiej-temperaturze i-wysokim ciśnieniu. Folia stanowi barierę dla metalu nieszlachetnego przed korozją i zapewnia wyjątkowo wysoką stabilność w- wodzie i parze o wysokiej temperaturze powyżej 350 stopni i znacznie wyższej niż stal nierdzewna.

3. Fantastyczne właściwości mechaniczne

Stop cyrkonu nadal zachowuje wystarczającą wytrzymałość,-odporność na kształt i odporność na-odkształcanie w wyniku pełzania, a także-wytrzymuje-długoterminowe środowisko nacisku mechanicznego i promieniowania wewnątrz reaktora.

4. Rozsądna wydajność kombinacji

Optymalizacja wytrzymałości, odporności- na korozję i-promieniowania w celu dostosowania do różnych środowisk przemysłowych poprzez modulowanie pierwiastków stopowych, takich jak Sn, Nb, Fe, Cr i tak dalej.

Stop cyrkonu stosowany głównie w dziedzinach, w których wymagana jest-bardzo zaawansowana technologia.

1. Przemysł nuklearny (typowe zastosowanie)

Okładziny paliwa jądrowego: Główne produkty produktów wysoko przetworzonych. Pręt ze stopu cyrkonu należy wytłaczać, walcować lub wciągać do rurki ze stopu cyrkonu o cienkiej ściance, aby rozdrobnić paliwo jądrowe (tutaj odnosi się do granulatu dwutlenku uranu), które stanowi pierwszą kurtynę bezpieczeństwa zapobiegającą wyciekowi radioaktywnego produktu rozszczepienia i utrzymującą integralność strukturalną składników paliwa.

Składnik konstrukcji: Pręt/pręt ze stopu cyrkonu można zastosować do innych elementów konstrukcyjnych rdzenia reaktora, takich jak rurociągi, kratki, a także zaślepki końcowe.

2. Przemysł chemiczny

Pręt/pręt ze stopu cyrkonu jest również dostępny dla urządzeń chemicznych związanych z mocnym kwasem, mocnymi zasadami i dielektrykiem soli, takich jak pompa, zawór, rura wymiennika ciepła, wał mieszadła itp.

3. Pole specjalistyczne

Z przeznaczeniem do zastosowania w lotnictwie, medycynie (materiały implantacyjne ze względu na jego bio-kompatybilność), jednak skala i znaczenie nie są tak duże jak w przemyśle nuklearnym.

W różnych scenariuszach zastosowań wymagane są różne gatunki, a najczęściej spotykane gatunki są następujące:

Stop cyrkonu Zr-4: najbardziej dojrzały materiał okładzinowy do PWR o-szerokim zakresie zastosowań. Aby poprawić zdolność zapobiegania-absorpcji wodoru i kruchości wodorowej poprzez zmniejszenie zawartości niklu.

Stop cyrkonu Zr2.5Nb: Stosowany głównie w kanadyjskim reaktorze ciężkowodnym CANDU o wyższej wytrzymałości.

Nowy stop cyrkonu (ZIRLO®, M5®, E635): Stop stworzony z myślą o większym zużyciu paliwa (bardziej efektywne zużycie paliwa) i dłuższym cyklu paliwowym. Zwykle z zawartością Nb w celu pobudzenia funkcji zapobiegania-odkształceniom w wyniku pełzania i odporności na korozję w przypadku kluczowego materiału kolejnej elektrowni jądrowej.

Produkcja pręta/pręta ze stopu cyrkonu to złożony i-wysoce wymagany proces, który obejmuje:

1. Przygotowanie gąbczastego cyrkonu: Aby otrzymać gąbczasty cyrkon z rudy cyrkonu w procesie mag -nesiotermicznej redukcji (proces Krolla)

2. Wytapianie: Mieszanie cyrkonu i pierwiastków stopowych w celu uzyskania jednorodnego i czystego wlewka cyrkonu po kilkukrotnym wytopie VAR.

3. Kucie i wytłaczanie: Kucie wlewków na sztabki/pręty o pełnej i mniejszej średnicy w celu rozbicia-struktury odlewu.

4. Walcowanie i ciągnienie: Obróbka pręta/pręta na wymiar i precyzję dostosowaną do indywidualnych potrzeb za pomocą technologii-walcowania na gorąco, walcowania-na zimno i ciągnienia.

5. Obróbka-cieplna i wykańczanie: poprzez wyżarzanie w celu dostosowania jego mikro-struktury i właściwości mechanicznych w celu uzyskania końcowego prostowania i polerowania.

    Ogólnie rzecz biorąc, jako podstawowy materiał strategiczny, pręt/pręt ze stopu cyrkonu stanowi niezastąpiony wybór na okładziny paliwa i elementy konstrukcyjne reaktorów w przemyśle nuklearnym ze względu na niski przekrój poprzeczny-neutronów i doskonałą odporność na korozję w warunkach wysokiej temperatury i-wody pod wysokim ciśnieniem.