Георгий Карзов о проблемах и перспективах материалов для горизонтальных ПГ

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 20.05.2010

В Подольске продолжается работа восьмого международного семинара по горизонтальным парогенераторам. С пленарным докладом, посвящённым проблемам и перспективам применения конструкционных материалов для горизонтальных ПГ, выступил Георгий Карзов (ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей").

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Георгий Карзов, фото AtomInfo.Ru

"Вопрос о применении материалов в таких сложных системах, как парогенераторы, не однозначно анализируемый. Для того, чтобы понять, какой материал эффективен, а какой нет, надо знать, по какому механизму происходит выход из строя того или иного узла сложного агрегата", - сказал Георгий Карзов.

Говоря об опыте разрушения ТОТ, докладчик напомнил: "Это сначала образование питтингов, которое зависит от состояния поверхностей и от температуры среды и материалов. Потом питтинг превращается в трещину, и в конечном итоге трубка выходит из строя".

"Этот механизм внешне многообразен. В то же время, крайне важно понимать, что сам механизм един, только мы его видим в разных проявлениях. И не нужно увлекаться внешними проявлениями, а надо пытаться понять ту основу, которая за ними стоит", - полагает Георгий Карзов.

Далее представитель "ЦНИИ КМ "Прометей" напомнил о нескольких известных проблемах с ПГ на блоках с ВВЭР - в том числе, о разрушении ПГ на одном из украинских блоков в зоне переменной ватерлинии, в зоне высыхания: "Мы решили вопрос очень просто - сделали накладку никелевую, и проблема эта ушла".

Карзов напомнил также об опыте, возникшем при переходе от стали 08Х18Н10Т к стали 10ГН2МФА для коллекторов ПГВ-1000. Смена материала была обусловлена опасностью коррозионного растрескивания в зоне досыхания котловой воды. Но после замены возникла другая проблема - разрушение перемычек перфорированной зоны при низкотемпературной ползучести. С ней также удалось справиться в результате комплекса исследований, и теперь на повестке дня стоит проблема коррозионного разрушения в кармане коллектора в зоне шва №111.

"Это (разрушение 111-ого шва) абсолютно тот же внутренний механизм коррозионного разрушения замедленного деформирования. Что приводит в движение этот механизм - это вопрос номер два. А то, что он и только он является основой повреждения материала, абсолютно понятно", - считает Георгий Карзов.

Говоря о материалах горизонтальных ПГ, докладчик отметил: "Казалось, что сталь 10ГН2МФА - очень плохая сталь, и надо её немедленно сменить". Но выполненные исследования показали, что предлагаемые на замену стали ведут себя в условиях парогенератора таким же образом и не дают никаких преимуществ. "Надо сделать так, чтобы материал в эти условия (способствующие разрушению) не попадал, а это не проблема материалов, но проблема конструирования и ВХР, или, точнее, локальной химической обстановки".

Состояние теплообменных труб - наиболее животрепещущий вопрос для всех, кто связан с парогенераторами. "Надо сказать, что ПГ горизонтального типа - это абсолютно удачный и счастливый случай в мировой практике. До сегодняшнего дня в составе этих ПГ успешно применяется сталь 08Х18Н10Т, в общем-то простейшая классическая нержавеющая сталь. В то время как вертикальные ПГ испробовали самые разнообразные материалы, но не ушли от массовых коррозионных повреждений ТОТ".

"Это очень важный результат, понять который, наверное, можно, но я его до конца не понимаю. Однако это факт, и от него мы можем отталкиваться", - признался Георгий Карзов.

Докладчик представил модель возникновения разрушения ТОТ. Внешние проявления разрушений могут быть различны от случая к случаю, однако внутренний эффект всегда один и тот же - анодное растворение, проявляющееся в разных ипостасях. Сначала на трубке появляются отложения, затем под отложениями возникает питтинг, который, в свою очередь, переходит в трещину за счёт локального анодного растворения.

"Когда мы это поняли, то для нас стало совершенно ясно, что во время работы ПГ даже под отложениями никакая трещина не может не только зародиться, но и развиваться, так как под отложениями сухо. Там нет никаких окислителей. Получилось, что трещины возникают при стояночных и переменных режимах. И это очень серьёзный результат", - сказал Георгий Карзов.

Выводы, сделанные учёными, нашли экспериментальное подтверждение в совместных исследованиях "ЦНИИ КМ "Прометей" и ОКБ "Гидропресс". Это важный факт, который обязательно следует принимать во внимание при увеличении сроков службы горизонтальных ПГ.

Комментируя в целом ситуацию с точностью представлений в России и мире о процессах, происходящих в ПГ, докладчик отметил, что парогенератор - очень неудобный для численного моделирования объект. В нём слишком много локальных факторов, и поэтому реально лишь отслеживать общие тенденции. "Если кто-то вам скажет, что он точно сосчитал срок службы ПГ, не верьте ему! Сегодня это пока невозможно".

В заключительной части выступления Георгий Карзов коснулся вопроса о новых материалах для горизонтальных парогенераторов будущего. Речь идёт, в том числе, о стали 08Х17Н13М2Т (316Ti), которая содержит 3% молибдена, что сильно продвигает её по стойкости против питтинга.

Сталь 316Ti основана на той же базовой составляющей, что и сталь 08Х18Н10Т. Качественно новым материалом, изучающимся сейчас с точки зрения применения в ПГ, можно назвать сплав ЧС-33, или 03Х21М32М3Б - материал, похожий на тот, который применяется в современных вертикальных парогенераторах. Предварительные результаты позволяют надеяться, что внедрение ЧС-33 позволит резко поднять коррозионную стойкость ТОТ.

Важнейшим шагом на пути к увеличению срока службы ПГ является обработка поверхности. Сегодня заводы стали более адаптивными и охотнее идут навстречу пожеланиям заказчика. Этим обстоятельством нужно пользоваться и добиваться, чтобы производители встраивали в свои поточные линии определённые финишные операции по обработке поверхности.

Перечисляя виды таких операций, Георгий Карзов назвал шлифование и электрополирование наружной поверхности. Он предлагает также не забывать о травлении и пассивировании, а также о комбинациях вида электрохимического полирования и аморфизации поверхностного слоя с помощью лазерной или микродуговой обработки с внедрением в аморфный слой микролегирующих элементов.

"Мы сегодня нормально справились с некоторым количеством повреждений. Ушли от разрушения коллекторов. Я уверен, что правильное отношение к этому явлению поможет нам уйти и от разрушений 111-ых швов. Никакой проблемы по замене стали на новую для корпуса ПГ и коллектора мы сегодня не видим. 08Х18Н10Т - не лучшая в мире сталь, но найти лучшую нам не удаётся. Более того, пока не видно, что какая-либо сталь будет принципиально отлична по своему поведению", - сказал Георгий Карзов.

"Что касается ТОТ, то мы считаем, что эксплуатация стали 08Х18Н10Т является оправданным, разумным и выгодным техническим решением. Однако, как мне кажется, немного рано заявлять, что мы точно выходим на 60-летний ресурс", - считает представитель "ЦНИИ КМ "Прометей".

"Да, мы на пути к тому, чтобы обеспечить его. Но мы не имеем точных доказательств… таких, какие мы имеем для корпуса ядерного реактора. Там всё просто, там есть чёткие нормативные документы, а у нас этого нет", - подчеркнул докладчик.

"Я могу сказать, что наш институт согласен с главным конструктором в том, что мы достигли 60-летнего ресурса. Однако это не означает, что мы не должны принимать меры, направленные на дальнейшее повышение стойкости ТОТ либо за счёт корректировки самого материала, либо за счёт финишной отделки поверхности", - заявил в заключение Георгий Карзов.

Ключевые слова: Парогенераторы

---

Другие новости:

Лёсобетон родом из Козлодуя

Интервью с участниками национального движения русофилов Болгарии - ветеранами АЭС "Козлодуй".

Уран из Намибии, возможно, будет поставляться в Турцию - Кириенко

Россия готова вложить в намибийские урановые рудники 1 млрд долларов.

Заявка на сертифицирование Hyperion в США будет подана в течение года

Российские специалисты сомневаются в успехе американцев.

---

---

---

---

Поиск по сайту: