тельно влияет на коррозионную
стойкость и механические свойства циркониевых сплавов. Эффект
твердорастворного упрочнения у сплавов Zr—Sn выше, чем в сплавах Zr-Nb
[17].
Разработка промышленных
циркониевых сплавов в мире велась по двум основным
направлениям:
в СССР — это создание циркониевых
сплавов на основе легирования ниобием. Широкое применение получили
сплавы циркония с l%Nb (Н-1; Э110) для оболочек твэлов и с 2,5 % Nb
(Н-2,5; Э125) (табл. 5.5) для канальных труб, листа и других
изделий;
в США - это создание циркониевых
сплавов на основе легирования оловом, а затем с добавками железа, хрома и
никеля. Это сплавы цир-калои, содержащие 1,20...1,70% Sn и добавки железа
до 1,24% и хрома до 0,15% (табл. 5.5). Наиболее широкое применение для
оболочек твэлов и канальных труб получили сплавы циркалой-2 и
циркалой-4.
Основной задачей в период
разработки Zr—Nb сплавов было обеспечение коррозионной стойкости для
работы в воде и пароводяной смеси при 300...350 °С. В условиях
эксплуатации в виде оболочек твэлов реакторов ВВЭР и PWR сплав Э110
по коррозионной стойкости превосходит циркалои, а поглощает водорода
в 5—10 раз меньше. Стремясь уменьшить поглощение водорода (гидрирование),
в США были разработаны циркалои с пониженным содержанием никеля
(циркалой-4, табл. 5.5) [17].
Изделия из разработанных более 40
лет назад сплавов Э110 и Э125 до настоящего времени надежно
эксплуатируются в реакторах ВВЭР и РБМК в России, на Украине, в странах
Восточной Европы, Финляндии и Армении, в реакторах CANDU в Канаде,
Южной Корее и других странах. Изделия из циркалоя-2 и циркалоя-4 работают
в реакторах PWR и BWR в США, Франции, ФРГ, Японии. Длительная эксплуатация
в реакторах изделий из циркониевых сплавов выявила их взаимные
преимущества и недостатки.
Изделия из бинарных сплавов
циркония с 1,0% Nb (Э110) (оболо-чечные трубы, дистанционирующие решетки)
и с 2,5 % Nb (Э125) (трубы давления, кожуховые трубы), основу которых
составляет смесь электролитического и иодидного циркония, и
технологические процессы их изготовления обеспечили надежную эксплуатацию
твэлов в течение 3-и 4-годичных кампаний с достижением выгорания топлива
до 42...44 МВт-сут/кг урана и технологических каналов в течение 15—17 лет.
К процессам, ограничивающим ресурс работы таких изделий, в первую очередь,
относятся водная коррозия и гидрирование в результате
взаи-
