Введение к работе
Актуальность проблемы обусловлена, с одной сторони, растущими потребностями различных отраслей наука и технологии В достоверных количественных дашшх но равновесиям и растворшостям в ьодно-неорганических системах, а с другой, - чрезвычайной трудоемкостью, дороговизной и большей длительностью их получения экспериментальным путем, особенно в области высоких значений параметров сссгоямия. Развитие методов фиаикс—хішичєсісого и математического моделирования в сочетании с возможностями современных ЭВМ повышает эффективность и сущйстз^нно ускоряет изучение химических и фазових равновесий.
Надежность результатов, моделирования во многом зависит
от степени достоверности термодинамической информации, опре
деляющий базу исходных данных. ' ?
Неуклонно растущие медцука.родане требования к безопаской эксплуатации атомных шєсгоустановок делают особенно актуальным использование методов физико-химического модс-ли- 'ровакия. Для повышения надежности работы оборудования и '.' прогнозирования поведения конструкционных металлов кэобхо- д:тш конкретные данные по растворимости образуиц>іхся продук-' toe коррозии (ШО, оксидов и гидроксидов, в условиях работы воднкх контуров энергоблоков.
Использование полученной моделированием информации пэ растворимостям наряду с оптимально подобранной моделью коррозии дает возможность не только качественно, но и количественно оценить коррозионные потери.
В настоящее время в атомной промышленности нашли широкое применение циркониевое сплавы и хромистые стага. Переменная валентность хрома в основных его ПК диктует необходимость (в отличие от ПК циркония) исследования влияния растворенных активных газов (кислорода, водорода) на поведение Ж. Имеющиеся весьма надежные экспериментальные данные по коррозии циркониевых сплавов позволяют построить достаточно корректную модель процесса на основе равновесных данных по растворимости и апробировать ее.
Указанные выше проблемы определили выбор объакта и
- A -
цели работы - растворимость ПК циркония и хрома в водны* растворах в широком диапазоне температур, кислотно-основных и окислигельно-восстпновительных (для ПК хрома) свойств среды и описание на этой основе имеющихся экспериментальных данных по коррозии циркониевих сплавов. Истод достижения цели - термодинамическое и математическое моделирование равновесий на основе использования наиболее эффективных методов расчета слояных равновесий с предварительной экспертизой, расчетом и экстраполяцией термодинамических характеристик систем.
Актуальность исследования подтверждается соответствием его плана* РАН на 1991-95 гг. (комплексные программы "Химическая термодинамика", "Теплофизика к теплоэнергетика" - научнее совета 2.IS и 1.9.4), научно-технической программе Инжзнерной академии России "Химия - человеку" на 1992-1995 гг. (раздали 5.2, 5.3).
В диссертации защищаются:
-
Набор согласованных значений термических констант для аквзформ циркония и хрома в состоянии стандартного водного раствора при 298-623 К.
-
Растворимость ПК циркония в системе Н^О-Ш^ОН") и ІЖ хрома ь системе вида 1^0-(02,Н2)-(Н+,ОН") и закономерности ее изменения, а также гидролиза катионов в диапазоне температур 298-623 К (при давлении насыщенного пара чистой води), pH9g от 2 до 12, концентраций: циркония и хрома
(для гомогенных систем}- до 10- t водорода и кислорода -до 10~3 моль/кг I^O.
3. Корреляционная зависимость между параметрами, ха
рактеризующими коррозию (скорость окисления) и термодина
мическое равновесие (состав раствооов и растворимость).
Научная новизна
1. Система рекомендованных значений термических констант, отличаясь от известных данных, более корректно описывает наиболее надежные экспериментальные данные. Для ряда аквасоединений значения термических констант получены впервые.
-
Даниле по растворимоати ПК циркония и хрома в соответствующих водных системах, а также температурные и концентрационные зависимости растворимости в указанных диапазонах варьируемых парзметров получены впервые.
-
Данные по детальному химическому составу растворов и количественное результаты яо влиянию температуры л состава растворов на процессы ассоциации, кошлексообразова-пая, окисления И восстановления получены впервые.
-
Использование расчетных данная по растворимости ПК циркония для описания(на основе диффузионной мидели)имею-щяхся экспериментальных данных по коррозия циркониевая сплавов выполнено впервые и дает матерная для совершенствования и разработки мероприятий по повышешпо эффективности
и безопасности работы .АЭС.
Научная и практическая значимості,
-
Полученные системы термодинамических функций химических форм, описывающих исследованные системы, могут быть использована как справочные данные категории РОД. ,
-
Получанные результаты по растворимости ПК циркония и хрома и равновесному составу растворов могут быть непосредственно использованы при исследовании ряда водно-неорганических систем и как справочные данные категории РСД.
-
Результаты работы позволяет оцеїмветь коррозионные потери при использовании циркониевых сплавов и могут использоваться для прогнозирования повэдення конструкционных материалов на основе циркония.
Апробация работы; ХУД Всесоюзное Чугаечское совзщание
по химик комплексных соединений (Минск, 1990); IX Всесоюз
ная Менделеевская дискуссия (Санкт-Петербург, 1991); У Меж-
дународный симпозиум по явлениям растворимости (Россия,
1992). -
Публикации. По'материалам диссертации опубликовано 4 работы.
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, трех глав (содержащих 5 табллц и 31 расуиск), списка цитированной литературы (222 ссылки) и приложения. Общий
