П родолжение
количеств лития резко улучшается коррозионная стойкость ванадия, ниобия, тантала, как и в случае использования горячей ловушки.
Введение в расплав ингибиторов, связывающих кислород или образующих защитные пленки, снижает коррозию и перенос массы. Например, 1 % Ba, введенного в жидкий натрий при Т = 550 °С, снижает перенос массы в контуре из нержавеющей стали в 10–100 раз.
При использовании инертных газов в качестве защитной атмосферы содержание в них неметаллических примесей не должно превышать предельно допустимых концентраций.
В процессе эксплуатации жидкометаллической системы должна быть исключена или сведена к минимуму возможность аварийного попадания в теплоноситель коррозионно-опасных примесей (например, углерода или кислорода в активных формах и воды) для предотвращения ускоренного повреждения или разрушения узлов системы. Этого можно достигнуть с помощью правильного выбора конструкции, конструкционных материалов, их сочетаний, режимов их эксплуатации, тщательного проведения технологических операций сборки изделия, (включая операции сварки и термообработки), всестороннего контроля состояния металла изделия и исключения ошибок при эксплуатации.
С овместимость как один из критериев при выборе конструкционных материалов для яэу.
Решение проблем, связанных с устойчивостью металлических изделий и конструкций против разрушения в результате воздействия на них окружающей среды, всегда было актуальным и не потеряло своего значения в настоящее время.
При внешнем воздействии окружающей среды на металлические поверхности имеют место различные виды взаимодействия между ними (химическое, электрохимическое, физико-химическое, механическое, радиационное и др.), что может привести во многих случаях к разрушению или порче оборудования, ухудшению экологии и другим нежелательным последствиям.
Одним из эффективных путей создания еще на стадии проектирования надежных конструкций, способных длительное время работать в агрессивных средах, является грамотное и обоснованное использование в них совместимых материалов, т.е. таких, которые могут находиться в рабочих условиях длительное время без заметного химического взаимодействия друг с другом.
Критерий совместимости во многих случаях является определяющим для надежности и долговечности конструкции или для установления принципиальной возможности использования данных материалов в конкретных условиях.
Решение проблем, связанных с совместимостью, требует повышения уровня знаний специалистов в области коррозии материалов и способов защиты от нее, как одной из основных проблем совместимости. Для этого необходимо, прежде всего, знание механизма и общих закономерностей важнейших коррозионных процессов.
Материалы считают совместимыми в конкретных температурно-временных условиях, если химическое взаимодействие между ними отсутствует или они взаимодействуют с допустимой скоростью, не изменяя заметно свой состав, структуру и свойства.
При рассмотрении вопросов совместимости различных материалов, например, сердечников твэлов с оболочками, необходимо учитывать изменение таких свойств материала оболочки, как теплопроводность, жаропрочность, коррозионная стойкость, охрупчивание, термическое расширение, а также возможность изменения размеров при образовании продуктов взаимодействия оболочки с сердечником.
При выборе материала для работы в используемых конструкциях и установках при заданных условиях необходимы сведения о химическом взаимодействии его с контактирующими материалами и окружающей средой, которые базируются на основе конструкционных, технологических и экономических соображений.
Сравнительная оценка таких важнейших металлохимических свойств, как размеры атомных радиусов, электроотрицательность элементов (способность атома в молекуле притягивать электроны, участвующие в образовании химической связи), валентность и ионизационный потенциал атомов контактирующих материалов, позволяет определить и предвидеть основные типы взаимодействия элементов и установить закономерности изменения свойств.
Суждение о совместимости материалов можно составить из анализа диаграмм состояний бинарных систем (рис. 24.1).
а б в
Рис. 24.1. Равновесные диаграммы состояний бинарных систем сплавов:
а – компоненты системы не взаимодействуют ни в жидком, ни в твердом
состояниях; б – компоненты системы образуют непрерывный ряд твердых
растворов; в – система с ограниченной растворимостью компонентов
друг в друге и эвтектикой
Как видно из рис. 24.1, а компоненты никак не взаимодействуют ни в жидком, ни в твердом состояниях. Эти металлы совместимы. Металлы, диаграммы которых представлены на рис. 24.1, б, в, при комнатных и невысоких температурах могут быть совместимы, так как степень их взаимодействия при этом невысока.