Методы консервации теплоэнергетического оборудования с использованием пленкообразующих аминов. Консервация пароводокислородным методом, страница 8

Таким образом, пароводокислородная пассивация и консервация могут применяться для надежной консервации внутренних поверхностей нагрева в течение длительного времени, по крайней мере одного года

Пассивации  углеродистой   стали в   растворах  гидразина  и   кисородосодержащей   воде

Консервация углеродистой стали при помощи гидразина N₂H₄. Еще в 1964 г. были описаны лабораторные опыты, проведенные для выявления наилучшего состава защитной среды, пригодной для консервации котельного оборудования . Исследовались растворы чистого гидразина с концентрацией 100...300 мг/дм³. На основании проведенной работы сделано заключение о том, что практически полное пассивирование углеродистой стали достигается при погружении металла в раствор гидразина концентрацией 200 мг/дм³ при рН £ 10. Исследованные в этих условиях образцы в течение долгого времени остаются блестящими. Однако восстановительные способности гидразина могут вызвать дополнительное шламообразование и нарушение целостности защитных пленок, образующихся в процессе эксплуатации в воде и паре при высоких температурах.

Эти явления можно устранить используя слабо окислительную среду (например, воду) при низких концентрациях растворенного в ней кислорода. Однако в этом случае возникает вопрос об устойчивости образующихся оксидных пленок и совместимости их с пленками, формирующимися в эксплуатационный период. Применительно к условиям работы второго контура АЭС с ВВЭР на гидразинно-аммиачном водном режиме (ГАВР) речь идет о необходимости создания пленки на основе магнетита Fe₃O₄ под действием консервирующей среды.

Вследствие того, что вводить в контур атомного реактора какие-либо соли, от которых затем нужно его тщательно отмывать, нежелательно, было решено исследовать консервирующие средства, легко удаляемые из контура. Поскольку последний нельзя залить раствором полностью, а также полностью его осушить, необходимо применять летучие замедлители коррозии, которые защищали бы как металл, погруженный в воду, так и металл находящийся над ней в атмосфере, насыщенной водяным паром. Это привело к выбору в качестве защитного средства не только традиционного раствора гидразина, но и обессоленной воды с растворенным в ней кислородом. Необходимость создания в период консервации пленки на основе магнетита, большая часть которого не окисляется далее до оксида железа Fe₂O₃, ограничивает концентрацию кислорода значением 50 мкг/дм .

Для обеспечения условий исследования, имитирующих эксплуатационные, эксперименты проводились на образцах углеродистой стали при режиме, близком к гидразинной обработке оборудования второго контура АЭС с ВВЭР (температура 160 °С, продолжительность до 48 ч) с последующим простоем в условиях атмосферной коррозии (в эксикаторе с водой, образцы расположены выше уровня воды). Испытания проводились на циркуляционном и проточном стендах.

Стенд МК-1М представляет собой замкнутый циркуляционный контур (рис. 1), выполненный из труб dy = 20 мм из аустенитной нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Он оснащен системой автоматического измерения и регулирования температуры, узлами дозировки жидких и газообразных реагентов, а также приборами для измерения расхода и давления теплоносителя. Основные параметры стенда приведены ниже:

Рабочая температура, °С........................   До 300

Давление, МПа........................................    До 16

Расход теплоносителя, т/ч.....................    До 10

Стенд спроектирован для исследования электрохимических характеристик конструкционных материалов в условиях водно-химических режимов энергоблоков АЭС с ВВЭР и РБМК. Электрохимические исследования на стенде МК-1М проводились с помощью проточной электрохимической ячейки, состоящей из исследуемого и вспомогательного электродов, выполненных в виде колец цилиндрической формы. Дистанционирование и электроизоляция осуществляются при помощи цилиндрических вставок из оксидированного циркония. На одной из вставок смонтирован узел электрода сравнения. Герметичность ячейки обеспечивается стяжкой фланцев шпильками. Для предотвращения возникновения гидродинамических возмущений потока внутренний диаметр проточных элементов ячейки эквивалентен внутреннему диаметру циркуляционного контура.    

Рис. 1. Принципиальная схема стенда МК-1М.