Поверхностное загрязнение

1 Как и любое другое, поверхностное упрочнение сопровождается возникновением остаточных напряжений сжатия на поверхности.

Для повышения усталостной прочности сильно нагруженных коленчатых валов применяют их поверхностное упрочнение.

4) поверхностное упрочнение

2. Одним из простейших и эффективных мероприятий по повышению надежности является уменьшение напряженности деталей (повышение запасов прочности). Однако это требование надежности вступает в противоречие с требованиями уменьшения габаритов, массы и стоимости изделий. Для примирения этих противоречивых требований рационально использовать высокопрочные материалы и упрочняющую технологию: легированные стали, термическую и химико-термическую обработку, наплавку твердых и антифрикционных сплавов на поверхность деталей, поверхностное упрочнение путем дробеструйной обработки или обработки роликами и т. п. Так, например, путем термической обработки можно увеличить нагрузочную способность зубчатых передач в 2. . .4 раза. Хромирование шеек коленчатого вала автомобильных двигателей увеличивает срок службы по износу в 3. . .5 и более раз. Дробеструйный наклеп зубчатых колес, рессор, пружин и прочее повышает срок службы по усталости материала в 2. . .3 раза.

Поверхностное упрочнение сталей тем или иным методом весьма эффективно повышает усталостную прочность в условиях циклических нагрузок и действия многих агрессивных растворов

Поверхностное упрочнение металлов производят ударными волнами при использовании лазеров, генерирующих последовательности импульсов. У поверхности металла образуется слой плазмы. Плазма распространяется навстречу лазерному лучу, в результате чего рождается ударная волна. Поскольку луч представляет собой последовательность импульсов, возникает последовательность ударных волн. Воздействие волн на металлическую деталь оказывает в данном случае такое влияние, как при холодной обработке металла давлением.

Поверхностное упрочнение — это создание в результате обработки в поверхностном слое деталей некоторых остаточных напряжений, улучшающих их эксплуатационные характеристики, повышающих срок службы и надежность даже при увеличении внешних разрушающих нагрузок.

Поверхностное упрочнение может осуществляться дробеструйной обработкой, накаткой роликами и чеканкой. Наибольшее распространение получила дробеструйная обработка.

Поверхностное упрочнение методами пластической деформации высоко производительно, несложно и не требует дорогостоящего оборудования. Кроме того, упрочняться могут изделия, разнообразные по размерам и форме.

Глава X. Поверхностное упрочнение стальных изделий ....... 133

32. Котов О. К. Поверхностное упрочнение деталей машин химико-термическими методами. Изд. 3-е, М., «Машиностроение», 1969.

Поверхностное загрязнение изделий появляется в результате процесса их создания или производится преднамеренно с целью обеспечения временной защиты от воздействия окружающей среды или для их маркировки. Эти загрязнения, в основном,

Поверхностное загрязнение препятствует качественному нанесению покрытия, поскольку оно может:

Визуально обнаруживаются значительные дефекты на участках, совершенно не имеющих покрытий. Так, по форме и характеру незащищенной поверхности можно установить, что причиной отсутствия покрытия является, скажем, физическое экранирование основного металла от покрывающего металла в процессе нанесения покрытия или поверхностное загрязнение основного слоя. Повреждение покрытий часто возникает из-за определенных недостатков в процессе нанесения покрытия.

Прямое доказательство такого предположения получено анализом содержания 235U в оксидных пленках на поверхностях твэлов. Оксидные пленки с поверхностей твэлов снимали как механическим соскребем, так и дезактивацией ТВС. Содержание 235U определяли с использованием трековых детекторов {2]. В диапазоне выгорания 18—50% загрязнение не зависело от выгорания (рис. 2). При малых же выгораниях (0—10%) поверхностное загрязнение значительно увеличивалось (рис. 3). Среднее снятое во время дезактивации поверхностное загрязнение ТВС 235U, например на февраль 1984 г., составило 2-10^8 г/см2, а на август 1984 г.—1,2-10~7г/см2. Реальное загрязнение соответствовало эквивалентному и, следовательно, полностью определяло активность продуктов деления в теплоносителе первого контура.

Рис. 4. Поверхностное загрязнение образт цов-имитаторов твэлов . 235Ц (ресурс образцов — 4160 ч; отбор оксида айюми-ния для анализа на уран—в окне 4X1 см2; указаны ориентировочные температуры теплоносителя первого контура, горячей воды под давлением и Стенки образцов на входе и выходе УТН): УТН — участки под тепловой нагрузкой; УБТН — участки без тепловой нагрузки

К примеру, поверхностное загрязнение активной зоны в конце весенней кампании 1984 г. составило 85 мг. На алюминиевых ненагреваемых поверхностях площадью 37 м2 находилось, судя по образцам-свидетелям, 27 мг урана, на поверхностях из нержавеющей стали площадью 580 м — около 3 мг, а в теплоносителе первого контура перед дезактивацией (в период равновесия в системе теплоноситель — поверхность активной зоны) — около 5 мг урана. Следовательно, основное количество урана, свыше 70%, находилось в первом контуре на поверхностях активной зоны. После дезактивации ТВС работали в активной зоне с меньшими показаниями индивидуального КГО по запаздывающим нейтронам. Эквивалентное поверхностное загрязнение активной зоны уменьшилось осенью 1984 г. почти на порядок, или на 75 мг U. Таким образом, результаты экспериментальных исследований полностью подтвердили правильность гипотезы о поверхностном загрязнении активной зоны (A3) 235U как основной причине присутствия продуктов деления в теплоносителе.

где с — концентрация 235U в теплоносителе, г/см3; w — поверхностное загрязнение активной зоны 235U, г/см2; k0, kc, ?ф — постоянные скорости осаждения, смытия и вывода фильтрами очистки соответственно, с~'; V — объем теплоносителя первого контура, см3; S — площадь поверхностей активной зоны, см2; / — скорость поступления урана в теплоноситель первого контура из источника, г/(см3-с). Рассматриваемый процесс представлен как перенос урана теплоносителем из источника (застойных зон) на поверхности активной зоны. Для условий реактора ИВВ-2М экспериментально определены значения k0 и kc: feo=(l,3± ±0,9)-10~4 с"1; fec=(2,0±0,6)-10~6 с~'. Эксперимент заключался в имитации «импульсной» разгерметизации ТВС с выходом топлива в теплоноситель, а именно: в теплоноситель первого контура было введено 50 мг 235U, содержавшихся в 1 л раствора. Константа осаждения определена из данных по выводу урана из теплоносителя первого контура, а константа смытия — из данных о спаде (после скачкообразного роста) показаний системы индивидуального КГО по запаздывающим нейтронам. Возможность такого способа определения значений констант следует из решения системы уравнений (1), (2): для данного случая

оценке производной (1). Эквивалентное поверхностное загрязнение (для /-го продукта деления) оценивается по формуле

(см. рис. 1). Зная поверхностное загрязнение активной зоны ураном и скорость его изменения, можно прогнозировать изменение радиационного состояния контура и соответственно принимать конкретные меры для поддержания его в заданном состоянии.

Источниками загрязнения теплоносителя первого контура продуктами деления при работе блока являются: дефекты твэлов с газовой неплотностью (или более значимыми повреждениями), поверхностное загрязнение оболочек твэлов, активированные примеси и продукты коррозии.

Источниками загрязнения теплоносителя первого контура продуктами деления при работе блока являются: дефекты твэлов с газовой неплотностью (или более значимыми повреждениями), поверхностное загрязнение оболочек твэлов, активированные примеси и продукты коррозии.