Требования к металлическим материалам

Наряду с обычными металлическими материалами в энергетическом машиностроении и строительстве применяется ряд специальных сплавов.

Для изготовления котлов и турбин применяют легированные стали, обладающие высокой жаропрочностью и жаростойкостью. Стали для паропроводов, поверхностей нагрева и арматуры, кроме того, должны быть достаточно пластичными, обладать хорошей свариваемостью.

Жаропрочными называют стали, сохраняющие требуемую прочность при высокой температуре; жаростойкими (окалиностойкими) - стали, хорошо сопротивляющиеся окислению при высокой температуре.

Углеродистые стали или сталь 3сп можно применять при температуре до 450-475° С. При более высокой температуре резко снижаются их сопротивление ползучести и длительная прочность. Необходимые эксплуатационные свойства стали при высокой температуре достигаются их легированием присадками молибдена, вольфрама, ванадия, хрома или бора.

В качестве котельных и турбинных сталей широко применяют хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые стали 12ХМ, 10Х2М, 12ХМФ и др.

Стали, применяемые для оборудования и трубопроводов радиоактивного контура атомных электростанций, должны обладать необходимой прочностью и пластичностью, при которых обеспечивается надежная работа оборудования с учетом изменения свойств металла в процессе длительной эксплуатации при повышенной температуре и под действием ионизирующего излучения.

Широкое применение в реакторостроении находят аусте-нитные нержавеющие стали. Их использование связано с высокой общей коррозионной стойкостью в различных теплоносителях, жаропрочностью, технологичностью.

Для деталей и узлов водоохлаждаемых реакторов используют коррозионно-стойкие стали, содержащие в качестве основных легирующих элементов 16-26% хрома, 8-22% никеля, 2-3% молибдена. Содержание примесей фосфора и серы в реакторных сталях не допускается более 0,03%. Для обеспечения радиационной безопасности в сталях не допускается повышенное количество кобальта, дающего долгоживущие радиоактивные изотопы. При воздействии облучения увеличивается предел текучести и снижается пластичность стали во всем диапазоне температуры. К числу материалов, мало подверженных радиационному охрупчиванию, относятся хромистые мартенситные, а также хромоникелевые стали.

Материалы, применяемые для реакторостроения, должны быть устойчивыми против коррозионного растрескивания, особенно в условиях возможного накопления хлоридов. Эффективными в этом отношении являются высоконикелевые сплавы с 30-45% Ni.