Цирконий, который в виде минералов буквально рассыпан во многих местах Земли, до недавнего времени являлся малоизвестным и редким металлом. Однако за время жизни всего одного поколения людей он превратился в незаменимый материал для АЭС, самых современных и высокочистых энергетических систем. Цирконий сочетает в себе многие полезные свойства, наиболее важные из них — прочность, радиационная прозрачность, устойчивость против коррозии. Как и многие другие металлы, цирконий мало используется в чистом виде, разве что для изготовления украшений, которые также являются частью нашей товарной номенклатуры. Процесс изготовления изделий для ядерной энергетики из сплавов циркония начинается со слитков.

Слитки

Размер: Слитки диаметром 400 - 450 мм (масса слитка от 1000 до 3500 кг).

Маркировка: Слитки циркония и его сплавов маркируются ударным способом на торце слитка. Маркировка содержит номер плавки с указанием года выплавки и массы слитка. Слитки упаковываются в деревянные ящики или другую тару по согласованию с заказчиком.

Транспортировка: Транспортировка слитков допускается любыми видами транспорта. При транспортировке и хранении необходимо предохранять слитки от воздействия едких жидкостей и атмосферных осадков.

Трубы

Трубы бесшовные холоднокатаные канальные

Трубы изготавливаются из сплавов циркония ядерной чистоты с содержанием 2,5 % ниобия. Трубы являются коррозионно-стойкими. Трубы поставляются после отжига в вакууме и травления их наружной и внутренней поверхностей. По соглашению с заказчиком трубы могут быть подвергнуты специальной термомеханической обработке с целью получения заданных механических свойств, микроструктуры металла труб и других свойств.

Геометрические размеры труб и их предельные отклонения (мм.)

Наружный диаметр		Толщина стенки		Длина
Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер	Предел. отклонения
88.0	+0.7 −0.1	от 3.0 до 4.6	±0.3	до 8005.0	+20.0
89.0	+1.5	от 7.0 до 13.5	+1.5	до 1950.0	+10.0

По соглашению с заказчиком допускается изготовление и поставка труб других размеров, но не более 114 мм. по наружному диаметру, с толщиной стенки от 0,5 мм. до 5,0 мм.

Контроль

Трубы контролируются ультразвуковым дефектоскопом на наличие недопустимых дефектов на наружной, внутренней поверхностях и в толщине металла труб.

• 2 мм. — для труб наружным диаметром 88 мм.
• 3 мм. — для труб наружным диаметром 89 мм.

Упаковка и маркировка

Каждая труба наружным диаметром 88 мм. упаковывается в полиэтиленовую пленку. Труба наружным диаметром 89 мм. упаковывается в бумагу, укладывается в ложементы и упаковывается в деревянную или металлическую тару (ящики, контейнеры).

Упаковка труб исключает возможность их перемещения внутри тары, загрязнения, повреждения поверхности, изменения формы.

Транспортная маркировка выполняется с нанесением манипуляционных знаков и указанием завода-изготовителя, массы нетто, брутто, марки сплава, номера плавки (партии), наружного диаметра труб, адреса заказчика.

Транспортировка и хранение

Трубы в упакованном виде могут транспортироваться всеми видами транспорта. При транспортировке трубы защищены от механических повреждений, попадания влаги и воздействия активных химических веществ.

Трубы хранятся в упакованном виде в закрытых помещениях, исключающих механические повреждения труб, попадание на них влаги и воздействие активных химических веществ.

Трубы оболочечные холоднокатаные

Трубы изготавливаются из сплавов циркония ядерной чистоты с содержанием 1 % ниобия. По согласованию с заказчиком может определяться содержание азота, углерода, водорода, кислорода и меди в металле труб, которое не должно превышать: азот (N) — 60 ppm, углерод (C) — 200 ppm, водород (H) — 15 ppm, кислород (О) — 1000 ppm, медь (Cu) — 70 ppm.

После изготовления трубы отжигаются в вакууме, наружные и внутренние поверхности протравливаются. По согласованию с заказчиком трубы могут поставляться в рекристаллизованном состоянии. Трубы являются коррозионно-стойкими.

Геометрические размеры труб и их предельные отклонения (мм.)

Наружный диаметр		Внутренний диаметр		Толщина стенки
Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер	Предел. отклонения
9.13	+0.06 −0.05	7.72	+0.07	не менее 0.62	—
9.15	±0.05	7.72	+0.08	не менее 0.63	—
10.3	±0.07	8.80	+0.10	не менее 0.65	—
11.2	±0.10	9.60	+0.10	не менее 0.70	—
12.6	±0.15	—	—	не менее 0.85	±0.10
13.58	+0.05 −0.07	11.70	+0.10	не менее 0.85	—

Длина труб не более 4500 мм. Отклонение от прямолинейности трубы на длине 500 мм. — не более 0,5 мм., а на всей длине трубы — 1,5 мм.

Контроль

Трубы контролируются ультразвуковым и вихретоковыми методами на наличие недопустимых дефектов на наружной, внутренней поверхностях и в толще металла труб.

Определяется коэффициент ориентации гидридов в металле труб и содержание фтор-иона на поверхности труб.

По согласованию с заказчиком трубы могут подвергаться металлографическому контролю микроструктуры металла на образцах в поперечном сечении для определения фактического размера зерна.

Упаковка и маркировка

Трубы оборачиваются бумагой, полиэтиленовой пленкой и укладываются в деревянную или в возвратную металлическую тару. Упаковка труб исключает возможность их перемещения внутри тары, загрязнения, повреждения поверхности и изменения формы.

Транспортная маркировка выполняется с нанесением на тару манипуляционных знаков и указанием завода-изготовителя, массы нетто и брутто, марки сплава, номера плавки (партии), размера труб и адреса заказчика.

Транспортировка и хранение

Трубы в упакованном виде могут транспортироваться всеми видами транспорта. При транспортировании трубы должны быть защищены от механических повреждений, попадания влаги и воздействия активных химических веществ. Трубы должны храниться в упакованном виде в закрытых помещениях. Гарантийный срок хранения — 2 года со дня отправки потребителю.

Прутки

Прутки холодно-, горячедеформированные и литые горячепрессованные и холоднокатаные или кованые

Прутки изготавливаются из сплавов циркония с содержанием ниобия от 1 % до 2,5 %. Материал прутков является коррозионно-стойким.

По степени точности изготовления прутки подразделяют на два вида: обычной и повышенной точности. Прутки обычной точности изготавливаются методами: ковки, горячего прессования, холодного проката и поставляются после вакуумного отжига и травления поверхности. Прутки повышенной точности изготавливаются методами холодного проката или калибровочного волочения и поставляются после вакуумного отжига и травления поверхности с остаточной деформацией не более 15 %.

Геометрические размеры прутков обычной точности и их предельные отклонения (мм.)

Диаметр		Длина		Допуск прямолинейности образующей прутка на 1 м. длины, не более
Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер	Предел. отклонения
4.5	−0.10	от 500 до 1500	+5.0	5.0
9.0	+0.15	не менее 1500	—	1.5
9.6	+0.15	не менее 200	—	1.5
12.0	+0.30	7410	+50.0	—
13.2	±0.20	не менее 1500	—	1.5
14.0	±0.15	кратна 200	+10.0	1.5
14.3	±0.20	не менее 1500	—	1.5
20.0	±0.20	не менее 1500	—	5.0
22.0	±0.15	не менее 1500	—	5.0
23.0	±0.30	не менее 1500	—	5.0
27.0	±0.30	не менее 1500	—	5.0
30.0	±0.30	не менее 1500	—	5.0
35.0	±0.30	кратна 380	+5.0	5.0
62.0	+3.0	2510	+30.0	не контролируется
80.0	±0.50	по заказу	+10.0	не контролируется
81.0	+2.50 −1.50	кратна 180	+10.0	не контролируется

Контроль

Прутки подвергаются радиографическому и ультразвуковому контролю на отсутствие нарушений сплошности.

Упаковка и маркировка

Прутки упаковываются в деревянную или металлическую тару (ящики, контейнеры). Упаковка прутков исключает возможность их перемещения внутри тары, загрязнения, повреждения поверхности, изменения формы.

Транспортная маркировка выполняется с нанесением манипуляционных знаков и указанием завода-изготовителя, массы нетто, брутто, марки сплава, номера плавки (партии), диаметра прутков, адреса заказчика.

Транспортировка и хранение

Прутки в упакованном виде могут транспортироваться всеми видами транспорта. При транспортировке прутки защищены от механических повреждений, попадания влаги и воздействия активных химических веществ.

Прутки хранятся в упакованном виде в закрытых помещениях, исключающих их механические повреждения, попадание на них влаги и воздействие активных химических веществ.

Прутки иодидного циркония

Цирконий иодидный в виде прутков с псевдокристаллической поверхностью (прутки Ван Аркеля). Иодидный цирконий представляет собой наиболее чистый продукт. Получают его методом иодидного рафинирования стружки металлического циркония.

Размеры прутков: длина — max 1400 мм., диаметр — max 25 мм.

Маркировка

Маркировка наносится водостойкой краской на крышку ящика. Маркировка включает в себя наименование продукции, номер партии, массу нетто и брутто, наименование завода-изготовителя.

Упаковка и транспортировка

Прутки упаковываются в деревянные ящики по 500 кг. Размер партии — не более 1000 кг. Прутки иодидного циркония в упакованном виде могут транспортироваться всеми видами транспорта. При транспортировке прутки защищены от механических повреждений, от атмосферных осадков и воздействия активных химических веществ.

Проволока холоднотянутая из сплавов циркония

Проволока из сплавов циркония — ещё один необходимый материал для изготовления каналов и тепловыделяющих элементов атомных реакторов. В производстве каналов проволока используется как сварочная (присадочная) проволока при сварке трубчатых частей каналов. Такая проволока изготавливается из сплавов циркония с содержанием ниобия от 1 % до 2,5 %.

При изготовлении тепловыделяющих сборок используется специальная пружинная проволока из сплава Ц2М.

Все виды проволоки изготавливаются методом холодного волочения и имеют диаметр от 0,9 мм. до 3,0 мм.

Проволока из сплавов циркония с содержанием ниобия от 1 % до 2,5 % поставляется после вакуумного отжига с травленой поверхностью. Материал проволоки является коррозионно-стойким и проверяется на отсутствие пор.

Геометрические размеры (мм.)

Диаметр		Длина	Вид обработки
Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер
0.9	−0.10	не менее 200	Волочение
2.0	−0.04
2.5	−0.05
3.0	−0.05

По согласованию между заказчиком и изготовителем может изготавливаться проволока других диаметров.

Овальность проволоки находится в пределах допуска на диаметр.

Проволока с пружинящими свойствами из сплава циркония Ц2М

Поставляется после вакуумного отжига с травленой поверхностью. Материал проволоки является коррозионно-стойким.

Геометрические размеры проволоки и их предельные отклонения (мм.)

Диаметр		Длина	Вид обработки
Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер
1.0	−0.05	не менее 2000	Волочение
1.2
1.5		не менее 10000
1.8

По согласованию между заказчиком и изготовителем может изготавливаться проволока других диаметров.

Овальность проволоки находится в пределах допуска на диаметр.

Упаковка и маркировка

Бухты проволоки обертываются бумагой и упаковываются в деревянный ящик, выложенный внутри слоем полиэтиленовой пленки. Упаковка проволоки исключает возможность ее перемещения внутри тары, загрязнения, повреждения поверхности, изменения формы.

Транспортная маркировка выполняется с нанесением манипуляционных знаков и указанием завода-изготовителя, массы нетто, брутто, марки сплава, номера плавки(партии), адреса заказчика.

Транспортировка и хранение

Проволока в упакованном виде может транспортироваться всеми видами транспорта. При транспортировке проволока защищена от механических повреждений, попадания влаги и воздействия активных химических веществ.

Проволока хранится в упакованном виде в закрытых помещениях, исключающих ее механические повреждения, попадание на нее влаги и воздействие активных химических веществ.

Листы холоднокатанные из сплавов циркония

Листы изготавливаются из сплавов циркония ядерной чистоты с содержанием 2,5 % ниобия. После изготовления методом холодного проката листы отжигаются в вакууме, поверхности их протравливаются. Листы являются коррозионно-стойкими.

Листы из сплавов циркония применяются в качестве материала для кожухов тепловыделяющих кассет атомных реакторов. Могут применяться также для изготовления обечаек и корпусов сосудов химических реакторов в химической промышленности.

Геометрические размеры листов и их предельные отклонения (мм.)

Толщина		Ширина		Длина
Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер	Предел. отклонения	Номинал. размер	Предел. отклонения
1.5	+0.15	250	+5.0	2775	+10.0
1.5	+0.20	418	+10.0	3680	+10.0
2.0	±0.15	250	+5.0	2775	+10.0

По соглашению с заказчиком допускается изготовление и поставка листов других размеров, но не более 420 мм. по ширине, 3800 мм. по длине и толщиной от 0,5 мм. до 5,0 мм.

Листы поставляются с обработаными (обрезанными или строгаными) кромками.

• 3 мм. на 1 м. длины — для листов шириной менее 300 мм.;
• 5 мм. на 1 м. длины — для листов шириной 300 мм. и более.

Серповидность листов — не более 5 мм. на всей длине.

Упаковка и маркировка

Каждый лист оборачивается плотной бумагой и укладывается в стопку в деревянную или металлическую тару (ящики, контейнеры). Упаковка листов исключает возможность их перемещения внутри тары, загрязнения, повреждения поверхности, изменения формы.

Транспортная маркировка выполняется с нанесением манипуляционных знаков и указанием завода-изготовителя, массы нетто, брутто, марки сплава, номера партии, условного обозначения листов.

Транспортировка и хранение

Листы в упакованном виде могут транспортироваться всеми видами транспорта. При транспортировании листы защищены от механических повреждений, попадания влаги и воздействия активных химических веществ.

Листы хранятся в упакованном виде в закрытых помещениях, исключающих механические повреждения листов, попадание на них влаги и воздействие активных химических веществ.

Соединения циркония

Диоксид циркония применяется в качестве добавок в производстве стекол, огнеупорной керамики, а после стабилизации его окислами других металлов, например, железа, иттрия; диоксид циркония используется для изготовления особо прочных керамических изделий специального назначения, например, электрохимических генераторов тока, насосов в нефтяной промышленности, для производства специальных огнеупоров, а также мелющих тел, например, в виде шаров в шаровых мельницах для размола высокочистых продуктов.

• диоксид циркония моноклинный;
• диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия;
• диоксид циркония для плазменного напыления;
• хлорокись циркония;
• карбонат циркония основной;
• твердые электролиты пробирочного типа;
• мелющие тела.

Подробные технические характеристики соединений циркония

Переходные сварные соединения «цирконий-сталь»

Технология производства прочного и герметичного сварного соединения «цирконий-сталь» для технологических каналов РБМ-К освоено на ЧМЗ в 1971 году.

Данное соединение выгодно отличается повышенной прочностью, герметичностью и долговечностью от механически вальцованного соединения, применяемого для технологических каналов некоторых иностранных водо-водяных реакторов.

Внутренняя часть сварного переходника изготовлена из сплава циркония, наружная часть — из коррозионностойкой стали. Переходник представляет собой специальное соединение двух втулок, вставленных одна в другую и сваренных между собой методом диффузионной сварки. Напряжeние вдоль соединения, возникающее из-за разницы коэффициентов термического расширения стали и циркония, компенсируется особенностями конструкции втулок, позволяющих сохранить работоспособность переходника и избежать расслоения по месту сварки.

ЧМЗ может изготовить подобные сварные соединения по требованиям заказчика не только для конструкций трубопроводов ядерного применения, но и для других целей, например, для химической промышленности.

Изделия из циркониевых сплавов ОАО "ЧМЗ" имеет возможность изготовить изделия различной конфигурации с применением методов механической обработки и сварки: фиттинги, фланцы, части трубопроводов, детали насосов, катоды для плазменного напыления, а также различное оборудование (фильтры, емкости и т.д.).