A titánötvözeteket rendkívül megbízható anyagként használják atomerőművek gőzfejlesztőinek szállítására. A különböző funkcionális célokra szolgáló acélkondenzátorokat és hőcserélőket az 1950-es évek végén kezdték el széles körben használni, amikor a Prometheus Központi Szerkezeti Anyagkutató Intézete kezdeményezte, hogy a tengeri körülményekhez való kis élettartamú anyagokat korrózióálló titánötvözetekre cseréljék. Akkoriban különösen akut problémát jelentettek a tengeri atomerőművek gőzfejlesztői. A nukleáris meghajtású tengeralattjárók üzemeltetése az 1950-es évek végétől azt mutatta, hogy a rozsdamentes acélból készült gőzfejlesztő csővezetékek 18-8 nem tudták biztosítani a termék szükséges élettartamát. Ennek oka az acél feszültségkorróziós repedése volt a gőzfejlesztő üzemi környezetében.
Ebben az időszakban a Prometheus Központi Szerkezeti Anyagok Intézete elkezdte a titánötvözetek kreatív felhasználását tengeri atomreaktorok gőzfejlesztőinek építésében. Ez a kezdeményezés az egyedi szolgáltatási és technológiai tulajdonságokkal rendelkező hőálló titánötvözetek, valamint a ПТ-7М és ПТ-3В titánötvözetek új tudományos kutatásainak eredményein alapult. Laboratóriumi és próbapadon végzett vizsgálatok igazolták, hogy ezek az ötvözetek és hegesztéseik ellenállnak a gőzfejlesztő csőrendszerének munkaköreiben vizes oldatok feszültségkorróziós repedéseinek.
Az Intézet racionális kezdeményezését a titánötvözetek gőzfejlesztőkben történő felhasználására az atomerőművek szállításának problémáival foglalkozó, speciálisan létrehozott Állami Bizottság támogatta, AP Александров akadémikus vezetésével. A ПТ{{0}}М gőzfejlesztők csövek gyártását a Déli Csőgyár szakosított műhelyében helyezik üzembe. Számos tudományos kutatás tükröződött a balti-tengeri és néhány más üzem gyártási folyamatának dokumentálásában, beleértve a ПТ-7М titánötvözet csövek hegesztett kötései szerkezeti és alakváltozási jellemzői közötti kapcsolat tanulmányozását. és a hegesztés termikus ciklusa. A kapott eredmények lehetővé tették a csőkötések hegesztéséhez szükséges hegesztőberendezések helyes kiválasztását és tökéletesítését, valamint az ultrahosszú csövekből készült tekercsek megbízható tekercselését hegesztett csövekből. E tudományos munka mellett figyelmet fordítottak a titán-acél átmeneti kötések (menetes keményforrasztott kötések) gyártására ПТ-3В titánötvözet és 0Х18Н10ТВД és 20ВД acélok összekapcsolására. A fejlesztés során meghatározásra került az említett anyagok hegesztési kötéseinek szerkezete és tulajdonságai a forrasztási összetétel és a hegesztés hőciklusa vonatkozásában.
A Prometheus Központi Szerkezeti Anyagkutató Intézet (PRISM) szakembereinek aktív kreatív közreműködésével a Balti Hajógyár Joint Control Centerében tervezték meg az első titáncsöves gőzfejlesztőket, ahol a PRISM fő feladata a gyárthatóság biztosítása volt. a szerkezetekről. Ezért a gőzfejlesztők minden rajzát egyeztették az Intézettel. A balti gyárban az első ПТ-14Т titán gőzfejlesztők gyártása is az Intézet közvetlen közreműködésével történt. Az intézet számos folyamatműveletben - tekercshengeres extra hosszú csövek hegesztése, titán-acél átmeneti kötések gyártása, tekercses tekercsek gyártása és hőkezelése, valamint a szabályozási műveletek elsajátítása - végzett kutatási eredményeit az üzem műhelyei. Az első, ПТ-14Т titán gőzfejlesztő prototípussal felszerelt hajó 10,000 órát kényszerült üzemelni meghatározott élettartamából. Az egység működése során nem észleltek meghibásodást vagy meghibásodást, ami megerősíti a titánötvözet gőzfejlesztő nagy megbízhatóságát. (A 18-8 acélból készült gőzfejlesztők 2000-3000 üzemóra alatt meghibásodtak. A titánötvözetek alkalmazása megoldotta a tengeralattjáró flottában az atomerőművek szállításának egyik fő problémáját - a megbízhatóságot, a hosszú élettartamot és az autonómiát hosszú ideig utak). Az egyik leszerelt gőzfejlesztő kamránál végzett későbbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a csöveken és a hegesztett kötéseken nem történt sérülés, a csőfém kezdeti mechanikai tulajdonságai és a hegesztett kötések szilárdsága változatlan maradt.
A titánötvözetek sikeres alkalmazása a gőzfejlesztők gyártásában meghatározza ezen ötvözetek további széles körű alkalmazását a tengeralattjárók, felszíni hajók - cirkálók és jégtörők - atomerőművi projektjeiben. A ПТ-7М (csövek) és a ПТ-3В (csövek, csőrácsok, reduktorok) titánötvözetekből készült gőzfejlesztők üzemeltetésében eddig nagy tapasztalatok gyűltek össze. A ПГ-18Т és ПГ-28Т típusú gőzfejlesztők leghosszabb üzemideje a jégtörőn 150,000 óra volt.
A titán és ötvözeteinek új hazai gyártása - a kohászat -, valamint a különféle ingot- és félkésztermékek csúcstechnológiás gyártása különböző hajóépítési és atomenergetikai célokra a lehető legrövidebb időn belül meghonosodott, így létrejött a mélyépítés új modellje. tengeri technológia. A nukleáris tengeralattjáró-flotta élettartamának és megbízhatóságának problémáit megoldották, tízszeresére növelve a fedélzeti atomenergetikai berendezések (gőzgenerátorok, hőcserélők, kondenzátorok stb.) élettartamát.
A Prometheus Központi Szerkezeti Anyagkutató Intézet a titánipar egyik kezdeményezője és közvetlen résztvevője.
A titánipar kezdetétől fogva a hajógyártás a titánötvözetek egyik fő felhasználási területe. A hajóépítő ipar a titántermelés 20 százalékát fogyasztja, ami 10-12,000 tonna különböző félkész terméknek felel meg. A titán szinte teljes mennyiségét a hajóépítő ipar bocsátotta ki, főként mélytengeri technológia építésére, különféle célokra. Ez lehetővé tette számunkra, hogy megépítsük az első teljesen titánból készült atomtengeralattjárót K-162, az első teljesen automatizált 705-ös típusú nukleáris tengeralattjárót, a „Русь” és „Консул” emberes mélytengeralattjárókat, valamint számos más megrendelést. Áttörést és minőségi ugrást értünk el a hazai tengeralattjáró-hajógyártásban, megelőzve a külföldi partnereket.
A titánötvözet fejlett alkalmazása atomerőműben. Közel 50 éves titánötvözetek az atomenergia szállításában pozitív alkalmazási tapasztalatokkal rendelkeznek, számos magfizikai kutatás, besugárzás, korrózió és egyéb szolgáltatási teljesítmény azt mutatja, hogy az atomerőművekben a titánötvözetek széles skálája előnyös, mind az élettartam javítására, hanem a reaktorhéj (az új irány) és a különféle, titánötvözeteket használó komplex berendezések esetében is, ezek az eszközök erős neutronbesugárzás, akár 10 ʌ 22 neutron/cm2 fluxus körülményei között is használhatók. vagy több. A hagyományos anyagokhoz képest a titánötvözetek ígéretes alkalmazásokkal rendelkeznek.
A titánötvözetek aktiváció- és sugárzásállósága.ПТ-3В, ПТ-7М, ПТ-5В és más -titánötvözetek jól tanulmányozottak és széles körben használatosak hajógyártásban és tengeri atomerőművekben. A titánötvözetek legfontosabb jellemzője más szerkezeti anyagokkal ellentétben a reaktor besugárzási körülményei között nagy sugárzásállóság, alacsony aktivitás, kiváló gyors indukált radioaktivitás csökkenés. Az indukált radioaktivitás mértékét és időbeli csökkenési ütemét tekintve a titánötvözetek a legalkalmasabb szerkezeti anyagok az atomerőművek üzemelése, javítása és leszerelése során a sugárzási környezet javítására, a karbantartó személyzet besugárzásának csökkentésére, ill. a radioaktív hulladék elhelyezés problémájának megoldása.
Ennek eredményeként 250 fokos hőmérsékleten a vizsgált anyagok sugárzási keményedése és plaszticitásromlása súlyosabb, mint magasabb hőmérsékleten. A ПТ-7М ötvözet keményedésének és plaszticitásromlásának dózisfüggése az "Arctic" és a "Siberia" atommeghajtású jégtörők reaktorcsatornájának első körében vízben besugárzott mintákon nagyon jól megfelel a korábbi levegőbesugárzás eredményei. A dózis-hőmérséklet összefüggés jellemzése arra utal, hogy az alacsony és a magas hőmérsékletű régiókban eltérő sugárzási hatásmechanizmusok léteznek. A titánötvözetek és hegesztett kötéseik fizikai-mechanikai tulajdonságai 10ʌ18 neutron/cm2-nél nagyobb injektálásnál -50 fokban kezdenek megváltozni. Megjegyzendő, hogy a hajótestacélok esetében a tulajdonságok változása már 5 × 10ʌ17 neutron/cm2 befecskendezési sebességnél is bekövetkezik, és a titánötvözetből készült hegesztett szerkezetek és felhalmozódásaik megengedett besugárzási szintje is meghatározásra került. minden kutatás alapja, figyelembe véve a korrozív közegterhelést és az alkalmazás egyéb körülményeit.
Különösen figyelemre méltó az a tény, hogy a titánötvözet mintákban nem észleltek sugárzási ridegséget statikus és dinamikus terhelés mellett az összes vizsgált vetőmag besugárzási körülmény között, beleértve a nukleáris meghajtású jégtörőt is. A neutronbesugárzás utáni nagy plaszticitás fenntartása, az alacsony neutroninjektálás redukciója és a rideg törés hiánya miatt a -titánötvözetek sikeresen versenyezhetnek a különféle rendszerű acélokkal, az alacsony ötvözetektől az ausztenitesig.
A közeljövőben az atomenergia fejlődése és versenyképessége olyan új szerkezeti anyagok kifejlesztésén és felhasználásán múlik, amelyeket egyszerre jellemez a nagy sugárzásállóság, a neutronmező alacsony indukált radioaktivitása és a gyors lebomlás képessége a {{ 0}} év. A titánötvözetek a legjobb és legígéretesebb anyagnak számítanak a 400 fok alatt működő víz-víz reaktorokhoz.
A Prometheus Központi Szerkezeti Anyagkutató Intézet a Kurchak Intézettel, Villamosenergia-mérnöki Kutató- és Tervező Intézettel, Szervetlen Anyagok High-Tech Intézetével, Atomreaktorok Intézetével, Gépészmérnöki Kísérleti Tervező Iroda, Moszkvai Mérnökfizikai Intézet és másokkal együttműködve számos átfogó tanulmányt végeztek a titánötvözetek alkalmasságáról és élettartamáról, amelyek kimutatták, hogy:
A titánötvözetek indukált radioaktivitásától és lebomlási sebességétől függően, figyelembe véve a fő ötvözetek (Al, V, Zr stb.) és a szennyező elemek hatását, a titánötvözetek a legkedvezőbb szerkezeti anyagok a magas környezeti biztonság biztosítására. valamint a radioaktív hulladékok kezelésének problémáinak megoldása az atomerőművek hosszú távú üzemeltetése során.
A fizikai és mechanikai tulajdonságok, a korróziós és besugárzási stabilitás és egyéb átfogó jellemzők szerint a titánötvözetek, mint a ПТ-3В, ПТ-7М, РК-20 és hegesztett szerkezeteik azonosak a hazai és külföldi gyártású reaktorburkolati acélokhoz, ausztenites acélokhoz és magas nikkeltartalmú ötvözetekhez képest, vagy annál jobb.
A hagyományosan használt acéloktól eltérően, amelyeknél a terméktulajdonságok meghatározott szintjének eléréséhez korrózióálló fedőhegesztést, többlépcsős, hosszú és költséges hőkezelést kell végezni, beleértve a hegesztett kötések izzítását, a titánötvözetek tulajdonságait csak a kémiai összetételük. - A titánötvözetek szerkezeti anyagként felhasználhatók reaktorburkolatok, reaktormagok, akár 400 C-ig terjedő üzemi hőmérsékletű atomerőművek különböző alkalmazásaihoz, gőzfejlesztők, hőcserélők és egyéb anyagok gyártásához. generátorok, hőcserélők és egyéb berendezések.
Az Avisma Corporation különböző ipari szektoraiban dolgozó tudósok és mérnökök közös erőfeszítései nagyon rövid idő alatt tudományosan bizonyított és tökéletesített tuskógyártási technológiát fejlesztettek ki, amely számos paraméterben meghaladja a korábbi szintet. Erős titánötvözetek kohászati ipara jött létre, amely magában foglalja a titánszivacs, ötvözetkompozíciók, titán ingot, új ötvözetek, valamint az ezekből készült különféle félkész termékek gyártását. A titán szivacsgyártás tudományos és technológiai alapja, amelyet a gyártók és a fogyasztók közös erőfeszítésével fejlesztettek ki, garantálja a titánszivacs kiváló minőségét, amely keménységében és szennyeződéstartalmában nem rosszabb, mint a külföldön gyártott titánszivacs. Különböző fajtájú és felhasználású titánötvözetek félkész termékek gyártásához 1000 mm átmérőjű és 10 tonnáig terjedő tömegű tuskók folyamatos szállítását szervezték meg. Számos kifejlesztett titánötvözetet és különféle típusú félkész terméket használnak a mélytengeri hajóépítésben, az atomenergiában és más iparágakban.
