Контактная коррозия конструкционных металлов и сплавов в жидком трифториде брома

Дворянчиков Александр Викторович
Томский политехнический университет

Научный руководитель: Жерин Иван Игнатьевич, к.т.н., доцент
Соавторы: Ложкомоев Сергей Николаевич, Амелина Галина Николаевна, Гордиенко Владимир Васильевич, Усов Владимир Федорович

Применение в ядерной технологии трифторида брома - ионизирующего растворителя с очень большой электропроводностью (8,02 · 10-3 ом-1·см-1 при25° С) требует тщательного подхода к выбору контактирующих в его среде конструкционных металлов и сплавов. При контакте металлов с различными электрохимическими потенциалами скорость коррозии может значительно измениться.

В работе представлены поляризационные характеристики в жидком трифториде брома никеля НП2, меди М2, легированных сталей 12X18Н10Т, 08X18Н10Т, 14X17Н2, сварочной проволоки св-04X19Н11М3, металлов сварочных электродов ЭА-400/10У и ОЗЛ-36. Электродом сравнения и противоэлектродом служил никелевый (НП2) корпус электрохимической ячейки.

По поляризационным характеристикам определены потенциалы коррозии, плотности токов электрохимического растворения в стационарных условиях и расчетные величины коррозионных проницаемостей.

Разница в расчетных величинах коррозионных проницаемостей, определенных по поляризационным характеристикам, с определенными в "натурных" испытаниях коррозионными проницаемостями не превышает 20%.

По потенциалам коррозии определяются аноды пар контактирующих металлов.

Скорость контактной коррозии анода пары определяется поляризационными характеристиками контактирующих металлов, соотношением их площадей и омическим сопротивлением системы.

Некоторые контакты пар вышеперечисленных металлов и сплавов в среде трифторида брома опасны, поскольку приведут к быстрой коррозии анода пары. Это, например, контакт никеля с медь, где медь работает анодом пары, и контакт легированных сталей с медью, где медь также выступает в качестве анода. Не опасны контакты между собой легированных сталей - потенциалы коррозии практически одинаковы. Для их сварки наиболее пригодны электроды ОЗЛ-36. Электроды ЭА-400/10У применять не рекомендуется - их металл будет служить анодом пары, что, при малой площади шва, может привести к его быстрому разрушению. Сварочная проволока св-04Х19Н11М3 менее предпочтительна, чем электроды ОЗЛ-36.

Из легированных конструкционных сталей 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 14Х17Н2 наиболее пригодна для работы в среде тетрафторида брома сталь 12Х18Н10Т, менее пригодна сталь 14Х17Н2.

В работе определены также зависимости скоростей растворения металлов и сплавов при небольших анодных потенциалах от температуры трифторида брома. Температура изменялась от 20° С до 50° С. Скорость растворения с ростом температуры в этом интервале увеличивалась в 3 раза. Характер зависимостей линейный.

(c) АСФ России, 2001