Досвід виробництва шестигранних труб для зберігання та транспортування відпрацьованого ядерного палива

Анотація

На сьогодні відпрацьоване ядерне паливо транспортують і зберігають у спеціальних сховищах, основою яких є матриця з шестигранних труб зі сталі з вмістом бору 1,3–1,8 %. Основним матеріалом для виробництва цілісних шестигранних труб є сталь, легована бором ЧС82 (04Х14Т3Р1Ф). Однак коефіцієнт витрат металу, під час виробництва від трубної заготовки до готового шестикутника, становить понад 400 %. Це пов'язано з великою кількістю боридів в структурі сталі, тому вона має високу міцність і твердість, але низький рівень пластичності як при кімнатній, так і при підвищених температурах.

Нині в Україні практично відсутнє виробництво таких пеналів-труб, основна частина закуповується за кордоном. Тому в даній роботі випробувано кінцевий етап виробництва стелажів для зберігання ядерного палива – профілювання і калібрування на прокатному стані шестигранних труб зі сталі 04Х14Т3Р1Ф вітчизняного виробництва.

Встановлено, що в передільних гарячекатаних трубах кількість, розподіл і розмір боридів нерівномірні. Для поліпшення пластичних властивостей перед холодною деформацією труб, було проведено відпал бористої сталі. Проведення рекомендованого ТУ-14-3-1680 відпалу при 670 °С не призвело до видимої зміни структури, форма та розміри боридів залишилися в колишньому діапазоні. Загальний рівень механічних властивостей також залишився практично незмінним. Проведення відпалу при температурах 650–1000 °С в середньому по всім зразкам трохи підвищило пластичність, при цьому розкид значень виявився занадто високим. Дослідження властивостей труб за двома заготовками в межах однієї плавки показав, що зразки труб, що виготовлені з головної частини зливка, мають пластичні властивості значно вищі, ніж від донної. При цьому міцність зразків залишалася практично на одному рівні і від місця відбору металу не залежала.

Результати роботи дозволили визначити необхідні режими термообробки та успішно провести дослідну прокатку шестигранної труби 257х7 мм з круглої труби Ø 288х7 мм зі сталі 04Х14Т3Р1Ф на трубопрофільному стані 400 Науково-виробничого об’єднання «Дніпрофмаш» в чотирьохвалковому і двовалковому калібрах.