Хімія, фізика та технологія поверхні, 2018, 9 (4), 368-372.

Газофазне осадження кавітаційностійкого покриття на основі карбіду бору



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.04.368

A. Yu. Zhuravlov, A. V. Shijan, B. M. Shirokov

Анотація


Надійність і економічність експлуатації АЕС будь-якого типу в значній мірі залежать від надійної роботи системи її трубопроводів. З літературних джерел показано, що найбільш небезпечна зона, с точки зору ерозійного зносу, – це заворот трубопроводу. Розв’язання проблеми ерозійного зносу зони заворотів трубопроводів можливе шляхом газофазного осадження захисних покриттів на основі карбіду бору, які загальмують кавітаційні процеси зносу. У даній роботі представлені результати досліджень отримання кавітаційностійкого покриття на основі карбіду бору водневим відновленням трихлористого бору BCl3 і толуолу C7H8. Отримання карбіду бору здійснювали на установці з горизонтальною реакційною камерою проточного типу. Принцип її дії складається в пропусканні через реакційну камеру парогазового потоку реагентів, що вступають у хімічну реакцію на поверхні розігрітої підкладки, розміщеної усередині реакційної камери. Твердофазні продукти реакції утворюють на поверхні підкладки наростаючий шар конденсату, а газоподібні продукти видаляються з реакційної камери і нейтралізуються. Як реагенти було обрано трихлористий бор BCl3 та толуол C7H8. Як газ-носій і активатор був водень H2. Осадження здійснювалося на підкладку з аустенітної сталі. Наведено морфологію конденсатів. Показано, що морфологія поверхні росту характеризується міцнозчепленими глобулами. Рентгенівські спектральні дослідження показали, що розподіл елементів є рівномірним, що вказує на те, що при нагріві аустенітної сталі істотних змін властивостей не відбувається. Дифрактометричні дослідження показали, що покриття містить зерно бориду заліза Fe2B та карбіду заліза Fe7C3. Вимірювання мікротвердості показали, що від центру підкладки до сторони покриття вона збільшується вдвічі. Руйнування зразків при впливі кавітації вивчалося на установці ультразвукової кавітації. Кавітаційна зона формувалася між торцем випромінювача, який з’єднаний з ультразвуковим генератором типу УЗГ-3 0.4. Випромінювач є концентратором ультразвукових коливань експоненціального профілю. Для порівняння наведено кінетичну криву руйнування стандартної аустенітної сталі A18H10T та зразка на основі карбіду бору. У тих самих умовах тестування характер кінетичних кривих відрізняється. Зразки з покриттям з твердосплавного матеріалу мають в 2.5 рази менше кавітаційного зносу, ніж аустенітна сталь.


Ключові слова


газофазне осадження; карбід бору; кавітаційний знос

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


1. Chudakov M.V. Ph.D. (Technical sci.) Thesis. (St. Petersburg, 2005). [in Russian].

2. Kastner W., Erve M., Henzel N., Stellwag B. Erosion corrosion in power plant piping systems-calculation code for predicting wall thinning. International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria). International Working Group on Reliability of Reactor Pressure Components. 1990. 22(11): 49.

3. Polishchuk S.M., Manuz A.A. Analysis of the research of erosion-corrosion wear of NPP pipelines. Eastern–European Journal of Enterprise Technologies. 2007. 1/3(25): 3. [in Russian].




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.04.368

Copyright (©) 2018 A. Yu. Zhuravlov, A. V. Shijan, B. M. Shirokov