Введение к работе
Актуальность работы.
В состав новых технических проектов реакторной установки (РУ) ВВЭР-1000 входит система пассивного отвода тепла (СПОТ), для которой предусмотрено изготовление элементов оборудования из углеродистых сталей
В процессе эксплуатации внешние поверхности оборудования СПОТ подвержены воздействию воздушной атмосферы, внутренние поверхности теплообменных труб -пароводяной среды, в целом аппарат - циклическому воздействию изменений температуры при пусках-остановах АЭС в диапазоне 27 278 С
АЭС «Куданкулам» (референтный блок АЭС РУ ВВЭР-1000, на котором реализована СПОТ) расположена в непосредственной близости от берега Индийского океана, то есть во влажном тропическом климате с морским типом атмосферы, что обуславливает необходимость совокупной оценки коррозионной стойкости материала теплообменных труб со стороны внешней и внутренней поверхности
Отсутствие опыта эксплуатации подобного оборудования в общем, и в частности в условиях влажного тропического климата поставило задачу исследований в обоснование коррозионной стойкости СПОТ в течение длительного проектного ресурса.
Цель работы.
Из представлений о механизме атмосферной коррозии, а также учитывая отсутствие достоверных количественных данных по коррозии, примененных для изготовления СПОТ углеродистых сталей в условиях эксплуатации изделия во влажном тропическом климате и для обоснования ресурса СПОТ в части коррозионной стойкости, целью работы являлось проведение следующих исследований
- определение скорости атмосферной коррозии материала труб теплообменника
СПОТ в условиях влажного тропического климата,
- выбор способа антикоррозионной защиты теплообменных труб СПОТ,
стендовые испытания оребренных труб с защитными покрытиями и без, в
условиях имитации влажного тропического климата в «холодном» и «горячем» состояниях теплообменника,
- испытания темплетов теплообменника (оребренных труб) с защитными покрытиями
и без непосредственно на площадке АЭС в условиях воздействия атмосферы (имитация
«холодного» состояния),
- исследования коррозионной стойкости внутренней поверхности теплообменных
труб СПОТ в пароводяной среде,
- исследования влияния циклического изменения температуры теплообменных труб при переходе из «холодного» состояния в «горячее» и обратно на защитные свойства различных типов покрытий
Методы исследования.
При выполнении работы проводились лабораторные, стендовые и натурные испытания, где использовались образцы из углеродистой стали, отрезки гладких труб, а также натурные оребренные трубы с покрытиями и без них
Скорость коррозии углеродистой стали определялась гравиметрическим методом по убыли массы Оценка общей коррозионной стойкости защитных покрытий проводилась визуальным осмотром по стандарту ASTM D 610 Наличие локальных повреждений исследовалось методом металлографического анализа.
При проведении детальных исследований алюминиевого покрытия были использованы металлографические исследования, электронная микроскопия, определение химического состава микрорентгеноспектральным методом, электрохимическое поведение исследовалось потенциодинамическим методом
Научная новизна. На основе анализа условий работы СПОТ модернизированы методики проведения испытаний и оценки защитных свойств покрытий
Исследования коррозионного поведения покрытия в условиях имитирующих влажный тропический климат с учетом влияния термоциклических нагрузок с привлечением методов металлографического, рентгеноструктурного и электрохимического анализа установлена природа коррозионного поведения и механизм защитного действия алюминиевого покрытия, нанесенного методом газоплазменной металлизации
Полученные результаты позволили сделать предположение о лимитирующей стадии процесса коррозии в рассматриваемой системе
Экспериментально обоснована работоспособность теплообменных элементов СПОТ в условиях тропического климата.
Практическое значение Результатами ускоренных испытаний обоснована необходимость применения защитных покрытий для тешгопередающей поверхности СПОТ
Выбраны отвечающие конструктивным особенностям и условиям работы СПОТ покрытия, имеющие различные механизмы защитного действия
На основании результатов выполненных исследований определен вид покрытия и оптимальная толщина, обеспечиваемая использованной технологией нанесения и достаточная для эффективной защиты теплообменных труб во влажном тропическом климате на весь срок эксплуатации СПОТ
Результаты выполненной работы применены при изготовлении теплообменников СПОТ для АЭС «Куданкулам»
Достоверность полученных результатов обеспечивалась методологией исследований, использованием международных стандартов, стандартизированных методик проведения экспериментов и оценки результатов, использованием аттестованной измерительной аппаратуры, проведении экспериментов в различных условиях, приведших к аналогичным результатам
Личный вклад автора заключался в постановке и реализации задач данной работы, разработке основных положений научной новизны и практической значимости, проведении экспериментов и анализе полученных результатов
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из десяти глав, выводов, списка литературы Работа содержит 139 страниц машинописного текста, 92 рисунка, 43 таблицы Список литературы включает 41 наименование
