Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Veszprémi Egyetem Radiokémia Tanszék, 8201 Veszprém, Pf:158. 2 Veszprémi Egyetem Szilikát- és Anyagmérnöki Tanszék, Veszprém. 3 ELTE TTK Magkémiai Tanszék,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Veszprémi Egyetem Radiokémia Tanszék, 8201 Veszprém, Pf:158. 2 Veszprémi Egyetem Szilikát- és Anyagmérnöki Tanszék, Veszprém. 3 ELTE TTK Magkémiai Tanszék,"— Előadás másolata:

1 1 Veszprémi Egyetem Radiokémia Tanszék, 8201 Veszprém, Pf:158. 2 Veszprémi Egyetem Szilikát- és Anyagmérnöki Tanszék, Veszprém. 3 ELTE TTK Magkémiai Tanszék, 1117 Budapest. 4 Paksi Atomerőmű Rt., 7031 Paks, Pf. 71. Szabó A. 1, Varga K 1., Németh Z. 1, Radó K. 1, Oravetz D. 2, Kristófné Makó É. 2, Homonnay Z. 3, Kuzmann E. 3, Tilky P. 4, Schunk J. 4, Oszvald F. 4, Patek G. 4 A munka a Paksi Atomerőmű Rt. és az Országos Tudományos Kutatási Alap (T031971) támogatásával készült. GŐZFEJLESZTŐ HŐÁTADÓ CSÖVEK KORRÓZIÓS ÁLLAPOTÁNAK TEMATIKUS VIZSGÁLATA

2 BEVEZETÉS ATOMERŐMŰVI GŐZFEJLESZTŐK SZEREPE: AZ ÉLETTARTAM-HOSSZABBÍTÁS (teljesítménynövelés, biztonságos üzemvitel) FELTÉTELE, KRITIKUS BERENDEZÉSEK  Primer és szekunder oldali korróziós – eróziós jelenségek komplex vizsgálata, értelmezése gőzfejlesztőkben  A hőátadó csövek ex-situ korróziós és anyagvizsgálata  Korróziós-térkép készítése KITŰZÖTT FELADAT:

3 A RADIOAKTÍV KONTAMINÁCIÓ ÉS A KORRÓZIÓ KAPCSOLATRENDSZERE, AVAGY AZ ÜZEMZAVAR „ELŐZMÉNYEI”

4 VIZSGÁLT MINTÁK, MINTAELŐKÉSZÍTÉS A 2000-2004. időszakban vizsgált hőátadó acélcsőminták (típusa:08X18H10T(GOSZT 5632-61)) jellemző adatai Minta jele Dekontaminálás éveKivágás éveVizsgálat éveCsőminta hossza (cm) 120012002 14,8 22001200220039,8 320002004 21 41996, 20012004 30,4 51996, 19972001 34,7 619962000 12,6 719961997200310 820012002 24,1 91999, 20012004 30,5 1020012002 27,0 1120012003 10,8 1220012002 14,8 13-199920014,3 1422012002 14,7 15*2001 30,0 1619932000 12 17-2000 13,7 18-2003 9,9 19-1999200310 20-2003 9,9 21-2001 54,8 22-199820014,1 23-2000 12,6 24-2000200140,5 25**-198220014,65

5 VIZSGÁLATI MÓDSZEREK (I) (I) A csőminták korróziós állapotelemzése voltammetriás módszerrel A hőátadó acélcső-próbatestek általános korróziós állapotát (passzivitását) potenciosztatikus polarizációs módszerrel tanulmányoztuk A mérőcella és a VoltaLab 40 típusú elektrokémiai mérőrendszer fényképe. A belső ábra a munkaelektród (csőminta) rögzítését mutatja. - Polarizáció sebessége: 10 mV·perc -1 - Elektrolit: bórsav (c=12 g·dm -3 ) inertgáz atmoszférában (99,999 v/v % Ar). - Referencia-elektród: telített kalomelelektród (SCE). - Segédelektród: Pt-huzal. A korróziósebesség számítása:

6 VIZSGÁLATI MÓDSZEREK (II) (II) Felületek kombinált SEM-EDX vizsgálata Oxidréteg morfológiájának és kémiai összetételének vizsgálata Berendezés típusa: PHILIPS XL 30 ESEM (JEOL JSM-50A scanning elektronmikroszkóp/Röntec energiadiszperzív röntgenanalizátor EDR 288 programmal) (III) Felületi oxidrétegek CEMS analízise Rétegalkotó fázisok összetételének meghatározása A Mössbauer-spektrométer típusa: WISSEL A konverziós elektronok detektálása RANGER típusú CEMS detektorral Mössbauer-sugárforrás: 57 Co(Rh) (IV) Csőminták XRD fáziselemzése Alkalmazás elsődleges célja:  -fázis jelenléte Minták külső és belső felületének vizsgálata PHILIPS PW3710 típusú diffraktométer (CuK  sugárzás, csőfeszültség: 40 kV, csőáram: 40 mA)

7 KÍSÉRLETI EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK (I) A csőminták korróziós állapotelemzése voltammetriás módszerrel A nem dekontaminált és a frissen dekontaminált (15. jelű) minták belső felületén 12 g·dm -3 koncentrációjú H 3 BO 3 -oldatban mért voltammetriás görbéi Polarizáció sebessége: 10mV·min -1. A mintavételt 1-2 évvel megelőzően dekontaminált minták belső felületén 12 g·dm -3 koncentrációjú H 3 BO 3 -oldatban mért voltammetriás görbéi Polarizáció sebessége: 10mV·min -1. A korábbi években dekontaminált minták belső felületén 12 g·dm -3 koncentrációjú H 3 BO 3 -oldatban mért voltammetriás görbéi Polarizáció sebessége: 10mV·min -1. v k  0,8  m/év 1,8  v k  3,9  m/év

8 KÍSÉRLETI EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK (II) Felületek kombinált SEM-EDX vizsgálata Nem dekontaminált (18.) minta Vizsgálat előtt 1 évvel dekontaminált (7.) minta Korábbi években dekontaminált (6.) minta Elem % O 8.03 Ti 0.62 Cr 18.04 Fe 62.99 Ni 10.32 Elem % O 15.09 Si 0.49 S 0.35 Ti 1.05 Cr 39.25 Mn 1.14 Fe 27.53 Ni 15.10 Elem % Cr 51.66 Fe 33.49 Ni 13.49 Ti 1.36

9 KÍSÉRLETI EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK (III) Felületi oxidrétegek Mössbauer-spektroszkópiás analízise Nem dekontaminált (24.) minta Vizsgálat előtt 2 évvel dekontaminált (11.) minta Korábbi években dekontaminált (5.) minta Fázisösszetétel (%) Fe(OH) 3 19 Fe 3 O 4 22 Fe 2 O 3 37 Ausztenit 22 Dekontaminálást követően közvetlenül kivágott (15.) minta Fázisösszetétel (%) Fe(OH) 3 44 Fe 3 O 4 16 Ausztenit 40 Fázisösszetétel (%) Fe(OH) 3 71 Ausztenit 29 Fázisösszetétel (%) Fe(OH) 3 23 Fe 2 O 3 20 Ausztenit 57

10 (IV) Csőminták röntgendiffrakciós fáziselemzése Nem dekontaminált (20.) minta  -fázis kimutatható jelenléte: 4% (külső felület) Vizsgálat előtt 2 évvel dekontaminált (2.) minta  -fázis jelenléte nem mutatható ki   -fázis jelenléte a 25 vizsgált minta közül 13 esetén mutatható ki  Egyértelmű összefüggés a    fázisátalakulás és a minták általános korróziós állapota között nem fedezhető fel KÍSÉRLETI EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK Jelölés: SS – 304 acél M – Magnetit Fe – Ferrit K - Kalcit

11 KÖVETKEZTETÉSEK (I)  A csőminták belső felületük általános korróziós jellemzői (korróziósebesség, védő-oxidréteg vastagsága, kémiai összetétele) alapján három csoportba sorolhatók.  Valamennyi kedvezőtlenebb korróziós állapotban levő hőátadó acélcső- minta korábban az AP-CITROX eljárással dekontaminálva lett. A nem dekontaminált minták belső felületének feltételezett szerkezete A dekontaminált minták belső felületének feltételezett szerkezete

12 KÖVETKEZTETÉSEK (II)  A kémiai dekontaminálás hatására az eredetileg stabil oxidok (magnetit, spinell, hematit) formájában kötött Fe egy része átalakul amorf Fe(III) hidroxidokká és a felületen marad. A dekontamináció során fellazított, de a felületről el nem távolított, részben kristályos rétegalkotók beágyazódtak az amorf fázisba.  Az így képződött „hibrid” szerkezetű réteg:  gyenge védőképességű, lazán kötött (mobilis)  a bórsavas hőhordozóba jutva jelentősen befolyásolhatja radioaktív kontamináció, illetve a korróziótermék lerakódás mértékét a teljes primer hűtőkörben.

13 oxidréteg ~ 8-11 µm oxidréteg ~ 3-5 µm kristály oxidréteg ~ 0.2-5 µm passzív réteg < 1-2 µm kristályok tömbfázis A „hibrid” szerkezetű oxidréteg képződési mechanizmusa tömbfázis AP-CITROX ELJÁRÁS 1-2 évvel később (normál üzemmenet) 4-6 évvel később (normál üzemmenet ) „hibrid” szerkezet „hibrid” szerkezet

14 A laboratóriumi AP-CITROX dekontaminálás során vizsgált eredeti és az alkalmazott eljárás után kapott hőátadó acélcsőminták keresztmetszeti csiszolatainak SEM-felvételei N = 1000 X tömbfázis Bórsavval kezelt eredeti felület tömbfázis N = 5000 X Bórsavval kezelt felület az AP-CITROX eljárás után AP-CITROX ELJÁRÁS N = 1000 X N = 5000 X „hibrid” szerkezet kristályok


Letölteni ppt "1 Veszprémi Egyetem Radiokémia Tanszék, 8201 Veszprém, Pf:158. 2 Veszprémi Egyetem Szilikát- és Anyagmérnöki Tanszék, Veszprém. 3 ELTE TTK Magkémiai Tanszék,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések