Коррозионно-электрохимическое поведение молибдена в расплаве LiCl–KCl, содержащем добавки трихлоридов церия и неодима

Н. А. Казаковцева, М. В. Мазанников, Е. В. Никитина, Э. А. Карфидов, А. М. Потапов.

АННОТАЦИЯ

Изучено коррозионно-электрохимическое поведение молибдена в зависимости от состава расплава (имитаторы компонентов отработавшего ядерного топлива (ОЯТ)) в окислительной атмосфере. Выполнен термодинамический анализ возможных коррозионных процессов в программе HSC Chemistry 9.0 в модуле Equilibrium calculations. Методом гравиметрии оценена скорость коррозии металла. При помощи микрорентгеноспектрального и рентгенофазового анализа сопоставлены продукты коррозионного процесса реальные и ожидаемые на основании термодинамических расчетов. Атомно-абсорбционным методом исследована концентрация молибдена в замороженных пробах расплава. Скорость коррозии молибдена зависит от продолжительности испытаний. Уменьшение скорости коррозии во времени можно объяснить накоплением в приэлектродном слое ионов Nd³⁺ и Ce³⁺, коррозия протекает в диффузионном режиме. Коррозионная активность солевого расплава возрастает с увеличением температуры и увеличением ионной силы расплава.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

молибден, термодинамика, высокотемпературная коррозия, расплавы

DOI:10.31857/S0235010620030032

Коррозия перспективных металлических материалов во фторидных расплавах для жидкосолевых реакторов.

Е. В. Никитина, Э. А. Карфидов, Ю.П. Зайков.

АННОТАЦИЯ

Сопоставлено коррозионное поведение металлических материалов во фторидных расплавах различного состава, изученное зарубежными и отечественными авторами с шестидесятых годов двадцатого века до наших дней, оценено влияние внешних и внутренних факторов коррозии, выявлены общие для всех расплавов характеристики высокотемпературной электрохимической коррозии и выделено влияние химической природы расплава.

Во введении обоснована актуальность обзора, его важность и значимость для развития современного материаловедения, физической химии и электрохимии, в частности в области электрохимического материаловедения – для разработки коррозионностойких материалов в ядерной отрасли, в частности, для жидкосолевых реакторов.

В основной части содержится краткое описание современного состояния высокотемпературной коррозиологии применительно к исследованиям в расплавах фторидов, специфики способов защиты от коррозии в расплавленных солевых электролитах. Представлен обзор методов исследования коррозионных аспектов взаимодействия металлических материалов с расплавленными солевыми электролитами с учетом электрохимической активности фторидных расплавов различного состава. Проанализированы имеющиеся экспериментальные данные и выявлены фундаментальные закономерности коррозионно-электрохимического поведения металлических материалов в расплавленных солевых электролитах. Предложены эффективные способы защиты от коррозии применительно к высокотемпературным средам, сделаны выводы о целесообразности использования различных металлических материалов в расплавленных солях.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

коррозия, жидкосолевой реактор, расплавленные фториды лития, натрия, калия, никелевые сплавы

DOI: 10.31857/S0235010621010072

Коррозионно-электрохимическое поведение никеля в расплаве LiCl–KCl, содержащем трихлорид лантана

Э. А. Карфидов, Е. В. Никитина

АННОТАЦИЯ

Изучено влияние температуры в диапазоне от 500 до 800°С на коррозию никеля (Н1) при проведении испытаний в солевом расплаве эвтектической смеси хлоридов лития и калия, с добавлением трихлорида лантана от 0.5 до 2 мол. %. Скорость коррозии никеля возрастает с увеличением температуры, добавки хлорида лантана снижают скорость коррозии при 500–650°С (ингибирование экранирующего типа за счет последующей химической реакции). Потенциал коррозии никеля составляет примерно –0.5 В относительно хлорсеребряного электрода при температуре 500°С и незначительно уменьшается с ростом температуры, а также не зависит от концентрации хлорида лантана. Для конкретизации механизма коррозионных разрушений сняты вольтамперные кривые при содержании хлорида лантана 0.5 и 2 мол. % при скоростях развертки 10 и 20 мВ/с. Использованы рентгенофазовый и микрорентгеноспектральный методы анализа. Скорость развертки не влияет на протекание необратимого электрохимического процесса окисления, а добавление хлорида лантана увеличивает плотность тока в анодной области в десятки раз. Сопоставление величин скорости коррозии, полученных гравиметрическим и химико-аналитическим методами, позволяет говорить об электрохимическом механизме коррозии.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

никель, хлоридный расплав, коррозия, трихлорид лантана, температура, морфология поверхности.

DOI: 10.1134/S0235010619040078

Коррозия различных типов нержавеющих сталей в хлоралюминатных расплавах

В. В. Карпов, А. В. Абрамов, К. В. Дедов, А. В. Шак, А. Ю. Жиляков,

И. Б. Половов, С. В. Беликов, О. И. Ребрин

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе представлены результаты по изучению коррозионного поведения аустенитных (AISI 316L (аналог 03Х16Н15М3), 12Х18Н10Т (аналог AISI 321), 06ХН28МДТ), ферритных и ферритно-мартенситных (12Х13 (аналог AISI 410), 08Х17Т (аналог AISI 439), 16Х12МВСФБР) сталей в хлоралюминатных расплавах при температуре 550°С. Определены скорости коррозии исследуемых материалов в электролите KCl–AlCl3. Показано, что коррозионное разрушение поверхности нержавеющих сталей носит сплошной неравномерный характер с вытравливанием наиболее электроотрицательных элементов: хрома, железа и марганца.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

коррозия, нержавеющая сталь, хлоралюминатный расплав, межкристаллитная коррозия, жидкосолевой реактор.

DOI: 10.7868/S0235010619010067

Исследование коррозии стали 12Х18Н10Т в расплаве LiCl–KCl–nNdCl3

Н. А. Казаковцева, М. А. Майков, Е. В. Никитина

АННОТАЦИЯ

Исследована высокотемпературная коррозия стали марки 12Х18Н10Т в расплаве хлоридов лития и калия, с добавлением трихлоридов неодима при рабочей температуре 773 К. Концентрация NdCl3 варьировалась от 0.2 до 5 мол. %. В данном исследовании неодим представляет собой аналог урана. Состав электролита был близок к составу реальных электролитов, используемых для переработки нитридного отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Основной метод исследования – гравиметричекий, с выдержкой образца стали в расплаве в течении 1–24 ч. Так же использовали атомно-адсобционный и микрорентгеноспектральный методы анализа.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

коррозия, неодим, гравиметрия, расплавы.

Высокотемпературная коррозия стали 12Х18Н10Т в расплаве хлоридов лития и калия, с добавками трихлорида церия

Е. В. Никитина, Н. А. Казаковцева

АННОТАЦИЯ

Исследована высокотемпературная коррозия стали марки 12Х18Н10Т в расплаве хлоридов лития и калия, с добавлением трихлорида церия при рабочей температуре 773 К. Концентрация CeCl3 варьировалась от 0,2 до 5 мол.%. В данном исследовании церий представляет собой аналог плутония. Состав электролита был близок к составу реальных электролитов, используемых для переработки нитридного отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Основной метод исследования – гравиметрический, с выдержкой образца стали в расплаве в течение 1–24 ч. Так же использовали атомно-адсобционный и микрорентгеноспектральный методы анализа.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

коррозия, хлориды лития и калия, трихлорил церия, гравиметрия, расплавы.

DOI: 10.7868/S0235010618030118