قضيب/قضيب من سبائك الزركونيوم

الخصائص التالية التي لا يمكن الاستغناء عنها تجعل قضيب/قضيب سبائك الزركونيوم يلعب دورًا مهمًا في تطبيقات صناعية متعددة:

1. المقطع العرضي لامتصاص النيوترونات الحراري المنخفض للغاية-.

هذا هو السبب الرئيسي الذي يجعل سبائك الزركونيوم هي الخيار الأول للصناعة النووية. كوقود للمفاعل النووي، النيوترون الحراري من سبيكة الزركونيوم ذو قدرة الامتصاص الضعيفة يسمح لمزيد من النيوترونات الحرارية بالمشاركة في تفاعل الانشطار النووي المستمر بحيث يمكن تعزيز اقتصادية وكفاءة المفاعل.

2. خاصية مقاومة التآكل ممتازة

يمكن إطلاق الزركونيوم في طبقة أكسدة ذات التصاق مدمج ومستقر وقوي والمكون الرئيسي هو ثاني أكسيد الزركونيوم تحت -بيئات درجة الحرارة العالية والضغط العالي-. يعمل الفيلم كحاجز للمعدن الأساسي ضد التآكل ويتأكد من ثباته العالي للغاية تحت درجة حرارة الماء العالية -والبخار مع درجة حرارة أعلى من 350 درجة وأعلى بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ.

3. الخاصية الميكانيكية الرائعة

لا تزال سبيكة الزركونيوم تتمتع بالقوة الكافية،-وقابلية التشكيل والقدرة على مقاومة-التشوه الزاحف، كما أنها قادرة على تحمل-الضغط الميكانيكي طويل المدى وبيئة الإشعاع داخل المفاعل.

4. أداء مجموعة معقول

تحسين القوة ومقاومة التآكل وخصائص مقاومة الإشعاع- لتلائم البيئة الصناعية المتنوعة من خلال تعديل عناصر السبائك مثل Sn وNb وFe وCr وما إلى ذلك.

يتم استخدام سبائك الزركونيوم بشكل أساسي في المجالات التي تتطلب تكنولوجيا{0}عالية جدًا.

1. الصناعة النووية (تطبيق نموذجي)

تكسية الوقود النووي: المنتجات الرئيسية للمنتجات عالية المعالجة. يجب أن يتم بثق قضيب سبائك الزركونيوم أو دحرجته أو سحبه إلى أنبوب سبائك الزركونيوم بجدار رقيق لطرد الوقود النووي (يشير هنا إلى حبيبات ثاني أكسيد اليورانيوم) التي تشكل ستارة الأمان الأولى لمنع تسرب منتج الانشطار المشع والحفاظ على السلامة الهيكلية لمكونات الوقود.

مكون الهيكل: يمكن استخدام قضيب/قضيب سبائك الزركونيوم في المكونات الهيكلية الأخرى لقلب المفاعل، مثل تشغيل الأنابيب، وأعمال الشواية، والسدادة النهائية أيضًا.

2. الصناعة الكيميائية

قضيب/قضيب سبائك الزركونيوم متاح أيضًا لوحدة المعدات الكيميائية ذات الصلة بالحمض القوي والقلويات القوية والملح، مثل المضخة والصمام وأنابيب المبادل الحراري وعمود التحريك وما إلى ذلك.

3. المجال التخصصي

مع التطبيق المعين في مجال الطيران والطبية (مواد الزرع نظرًا لتوافقها-الحيوي)، لكن الحجم والأهمية ليسا بقدر الصناعة النووية.

الدرجات المختلفة مطلوبة لسيناريوهات التطبيق المختلفة والدرجات المشتركة هي كما يلي:

Zr-4 سبائك الزركونيوم: الأكثر نضجًا وذات-مادة تكسية للتطبيقات بعيدة المدى لـ PWR. لتحسين قدرة امتصاص الهيدروجين المضاد-والتقصف المضاد للهيدروجين عن طريق تقليل محتوى النيكل.

سبائك الزركونيوم Zr2.5Nb: يتم تطبيقها بشكل أساسي في مفاعل الماء الثقيل Canada CANDU بقوة أعلى.

سبيكة الزركونيوم الجديدة (ZIRLO®، M5®، E635): سبيكة تم إنشاؤها لاستهلاك أعلى للوقود (استهلاك وقود أكثر كفاءة) وفترة دورة وقود أطول. عادةً مع محتوى Nb لتنشيط وظيفة مقاومة التشوه والزحف -ومقاومة التآكل للمواد المهمة لمحطة الطاقة النووية التالية.

يعد تصنيع قضبان/قضبان سبائك الزركونيوم عملية معقدة ومطلوبة بشدة-وتتضمن ما يلي:

1. تحضير الزركونيوم الإسفنجي: للحصول على الزركونيوم الإسفنجي من خام الزركونيوم من خلال عملية الاختزال الحراري (عملية كرول)

2. الصهر: مزج الزركونيوم وعناصر السبائك والحصول على سبيكة الزركونيوم المتجانسة والنقية بعد الصهر VAR عدة مرات.

3. التشكيل والبثق: تشكيل السبائك إلى قضبان/قضبان بقطر كامل وقطر صغير لتكسيرها كهيكل مصبوب.

4. الدرفلة والسحب: معالجة القضيب/القضيب في الأبعاد المخصصة والدقة باستخدام تقنية الدرفلة الساخنة والباردة- والسحب.

5. المعالجة الحرارية والتشطيب-: مع التلدين لضبط البنية الدقيقة-والخصائص الميكانيكية لإنجاز التسوية والتلميع النهائي.

    بشكل عام، باعتبارها المادة الإستراتيجية الأساسية، تلعب قضبان/قضبان سبائك الزركونيوم خيارًا لا يمكن استبداله لتكسية الوقود والمكونات الهيكلية للمفاعل في تطبيقات الصناعة النووية بمقطعها العرضي منخفض الامتصاص للنيوترونات-ومقاومتها المثالية للتآكل في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة وضغط الماء العالي-.