RU2188253C2 - Способ ослабления коррозионного растрескивания металла - Google Patents
Способ ослабления коррозионного растрескивания металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2188253C2 RU2188253C2 RU2001128056/06A RU2001128056A RU2188253C2 RU 2188253 C2 RU2188253 C2 RU 2188253C2 RU 2001128056/06 A RU2001128056/06 A RU 2001128056/06A RU 2001128056 A RU2001128056 A RU 2001128056A RU 2188253 C2 RU2188253 C2 RU 2188253C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- lithium hydroxide
- film
- metal
- lithium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 8
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 39
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 9
- JXGGISJJMPYXGJ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)iron Chemical compound [Li+].[O-][Fe]=O JXGGISJJMPYXGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims abstract description 5
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003761 preservation solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010586 LiFeO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании. Задачей изобретения является обеспечение сплошности защитного покрытия для уменьшения коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде. Сущность изобретения: на поверхности металла образуют защитное покрытие из электроизоляционного материала в виде пленки керамической структуры феррита лития. Покрытие наносят посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0 <pH <10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития. В процессе эксплуатации поддерживают сплошность этой пленки посредством микродозировок гидрооксида лития при 8,0 <pH <9,6 и концентрации
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании.
Известен способ ослабления коррозионного растрескивания металлических деталей в воде при высоких температурах, по которому используют покрытие из металлического сплава (Патент WO 9702576, А1, G 21 C 3/07, 1997 г.), имеющее электроизолированный наружный слой, причем в качестве покрытия использован циркониевый сплав, а наружный слой покрытия выполнен из чистого циркония.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ ослабления коррозионного растрескивания, по которому используют изолирующее защитное покрытие с присадкой благородного металла (Патент US 5581588 A, G 21 C 9/00, 1996 г.), выполненное из электроизоляционного материала с присадкой благородного металла.
Недостатками способов эксплуатации защитных покрытий по указанным аналогам является ограниченная продолжительность эффективной защиты oт коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде, связанная с постепенным нарушением сплошности покрытия в течение периода эксплуатации.
Задачей изобретения является обеспечение сплошности защитного покрытия для уменьшения коррозионного растрескивания металлических элементов ядерных энергетических установок в воде.
Решение задачи достигается тем, что образуют на поверхности металла защитное покрытие из электроизоляционного материала в виде пленки керамической структуры феррита лития в процессе консервации посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0<рН<10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития, а в процессе эксплуатации поддерживают сплошность этой пленки посредством микродозировок гидрооксида лития при 8,0<рН<9,6 и концентрации 
при 0<α<1.
Технический результат состоит в увеличении инкубационного периода процесса коррозионного растрескивания, а также в поддержании сплошности защитного покрытия при отсутствии щелочного охрупчивания в течение всего периода эксплуатации.
Создают защитную пленку покрытия в процессе консервации контуров атомных станций (в стояночном режиме) посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития. Выбирают водородный показатель в интервале значений 10,0<рН<10,5, так как при рН<10,0 повышается скорость перехода продуктов коррозии в воду, а при рН>10,5 появляется возможность возникновения эффекта щелочного охрупчивания. Добавка гидразин-гидрата обеспечивает химическое связывание кислорода в воде, а добавка гидроксида лития определяет процесс взаимодействия с чистой поверхностью сплавов на основе железа по следующим стадиям.
1. Образование феррита лития и водорода при одновременном нарушении пассивного состояния сплава:
Fe + LiOH --> LiFeO2+ 3/2Н2адс.
Fe + LiOH --> LiFeO2+ 3/2Н2адс.
2. Образование на поверхности металла покрытия из нерастворимого феррита лития.
3. Формирование сплошного покрытия из Fe3О4 и LiFeO2. При этом скорость реакции 1-ой стадии становится минимальной. Соотношение Li/Fe в покрытии зависит от концентрации лития в воде.
4. В результате взаимодействия магнетита с гидрооксидом лития при CLiOH>1% образуется Li2Fe5O8:
5Fе3O4 + 6LiOH + 2Н2O --> 3Li2Fe5O8 + 4H2O + 2Надс,
или по схеме:
2LiFeO2 + Fe3O4 --> Li2Fe5O8.
5Fе3O4 + 6LiOH + 2Н2O --> 3Li2Fe5O8 + 4H2O + 2Надс,
или по схеме:
2LiFeO2 + Fe3O4 --> Li2Fe5O8.
По мере образования Li2Fe5O8 расходуется LiOH, концентрация которого падает до тех пор; пока не закончится формирование стабильной пленки Fе3O4 и скорость коррозии не станет минимальной по причине нерастворимости пленки феррита лития в воде, так как она имеет структуру керамики и обладает высоким диффузионным сопротивлением на пути миграции водорода, кислорода, железа и других атомов и ионов. В силу этого пленка обладает высокими защитными свойствами и снижает скорость процесса коррозии, в том числе коррозионного растрескивания, на несколько порядков.
В течение периода эксплуатации в процессе термогидравлических циклических нагрузок при пуске, переходе с одного уровня мощности на другой и останове ядерного реактора возникают нарушения сплошности защитного покрытия.
В процессе эксплуатации сплошность обеспечивают посредством введения в воду и поддержания микродозировок гидрооксида лития при уровне водородного показателя 8,0<рН<9,6 и концентрации в г•ион/литр 
при 0<α<1, так как сульфат-ион SO4 2- двухвалентен и связывает два катиона Li+, образуя нерастворимое соединение Li2SO4.
Гидрооксид лития, являясь сильным пленкообразующим неорганическим ингибитором, обеспечивает восстановление сплошности защитного покрытия, поэтому щелочная коррозия, щелочное и водородное охрупчивания не идут благодаря восстановлению нерастворимой пленки ферритов лития.
Изобретение может быть реализовано в проектируемых и действующих энергетических системах, в частности парогенераторах ядерных энергетических установок, например, ПГВ-1000 М, особенно для повышения ресурса коллекторов и трубных пучков, при использовании штатных технических средств и типовых технологий обслуживания.
Claims (1)
- Способ ослабления коррозионного растрескивания металла, заключающийся в образовании на поверхности металла защитного покрытия, выполненного из электроизоляционного материала, отличающийся тем, что покрытие образуют в виде пленки керамической структуры феррита лития посредством "мокрой" консервации с коррекцией водородного показателя консервирующего раствора до уровня 10,0 < pH < 10,5 и добавкой гидразин-гидрата и гидрооксида лития, а в процессе эксплуатации поддерживают сплошность этой пленки посредством микродозировок гидрооксида лития при 8,0 < pH < 9,6 и концентрациипри 0 < α <1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001128056/06A RU2188253C2 (ru) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | Способ ослабления коррозионного растрескивания металла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001128056/06A RU2188253C2 (ru) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | Способ ослабления коррозионного растрескивания металла |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001128056A RU2001128056A (ru) | 2002-03-27 |
| RU2188253C2 true RU2188253C2 (ru) | 2002-08-27 |
Family
ID=20253780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001128056/06A RU2188253C2 (ru) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | Способ ослабления коррозионного растрескивания металла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2188253C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117165932A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-12-05 | 中广核研究院有限公司 | 无硼核反应堆一回路系统预氧化方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4610732A (en) * | 1984-03-23 | 1986-09-09 | Hitachi, Ltd. | Method of inhibiting corrosion of zirconium or its alloy |
| US5581588A (en) * | 1995-06-23 | 1996-12-03 | General Electric Company | Insulated protective coating doped with a noble metal for mitigation of stress corrosion cracking |
| RU2105084C1 (ru) * | 1996-06-11 | 1998-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное культурно-просветительское объединение "Благовест" | Способ федорова л.е. защиты металлов от окисления |
| EP0902103A1 (en) * | 1996-02-05 | 1999-03-17 | Nippon Steel Corporation | Surface-treated metallic material with corrosion resistance and surface treatment used therefor |
| RU2153202C2 (ru) * | 1998-04-14 | 2000-07-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ поверхностной обработки тепловыделяющих элементов в циркониевой оболочке |
-
2001
- 2001-10-17 RU RU2001128056/06A patent/RU2188253C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4610732A (en) * | 1984-03-23 | 1986-09-09 | Hitachi, Ltd. | Method of inhibiting corrosion of zirconium or its alloy |
| US5581588A (en) * | 1995-06-23 | 1996-12-03 | General Electric Company | Insulated protective coating doped with a noble metal for mitigation of stress corrosion cracking |
| EP0902103A1 (en) * | 1996-02-05 | 1999-03-17 | Nippon Steel Corporation | Surface-treated metallic material with corrosion resistance and surface treatment used therefor |
| RU2105084C1 (ru) * | 1996-06-11 | 1998-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное культурно-просветительское объединение "Благовест" | Способ федорова л.е. защиты металлов от окисления |
| RU2153202C2 (ru) * | 1998-04-14 | 2000-07-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ поверхностной обработки тепловыделяющих элементов в циркониевой оболочке |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117165932A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-12-05 | 中广核研究院有限公司 | 无硼核反应堆一回路系统预氧化方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Harchegani et al. | Effect of cerium chloride on the self-corrosion and discharge activity of aluminum anode in alkaline aluminum-air batteries | |
| Zhao et al. | Corrosion behavior of aluminum in molten hydrated salt phase change materials for thermal energy storage | |
| Zhan et al. | Preparation and corrosion resistance of titanium–zirconium–cerium based conversion coating on 6061 aluminum alloy | |
| EP0599485A1 (en) | Method of inhibiting corrosion in aqueous systems | |
| KR20170041784A (ko) | 원자력 발전소의 고온 기능 시험 동안 일차 계통 재료 부동태화를 위한 화학적 방법 | |
| US20120247566A1 (en) | Tubular pipe for transporting liquid sodium | |
| CN105368306A (zh) | 一种疏水氟化铝合金防腐提拉溶胶及其制备方法 | |
| Harchegani et al. | Synergistic effect of vanadate and nanoclay hybrid inhibitor on the self-corrosion and discharge activity of Al anode in alkaline aluminum-air batteries | |
| RU2188253C2 (ru) | Способ ослабления коррозионного растрескивания металла | |
| US9969889B2 (en) | Corrosion-resistant structure for high-temperature water system and corrosion-preventing method thereof | |
| RU2188254C2 (ru) | Защитное покрытие для ослабления коррозионного растрескивания металла | |
| US6024805A (en) | Metal hydride addition for reducing corrosion potential of structural steel | |
| Zeng et al. | Application of 1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonic acid in boiler water for industrial boilers | |
| Li et al. | Corrosion characterization of microarc oxidation coatings formed on Mg–7Li alloy | |
| JP2005140608A (ja) | 腐食電位センサ | |
| US4950453A (en) | Inhibiting corrosion by water | |
| CN104818479A (zh) | 一种铜及铜合金专用金属表面处理剂 | |
| Zeng et al. | Effect of F− on the Corrosion Resistance of CF/Ti/β-PbO2 Anode for Zinc Electrowinning | |
| US7147823B2 (en) | High temperature cooling system and method | |
| JP3213782B2 (ja) | ジルコニウム及びジルコニウム合金の防食方法 | |
| Latha et al. | Versatility of superaustenitic stainless steels in marine applications | |
| KR101787523B1 (ko) | 유체가속부식을 방지하기 위한 배관의 코팅 방법 | |
| Ashmore et al. | Concentrating Effects of Simulated Defects Under Boiling Conditions in High Temperature Water | |
| Dejun et al. | Salt spray corrosion resistance of aluminized coatings on X70 pipeline steel by laser thermal radiation | |
| Zhou et al. | Hydrothermal deposition of zirconia coatings on pre-oxidized BWR structural materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041018 |