Исследование и разработка технологического процесса формирования антикоррозионного покрытия корпусов реакторов
|
Введение 4
1 Анализ антикоррозионных покрытий 11
1.1 Анализ физических и механических свойств основного металла и
конструкции элемента корпуса реактора - устройства локализации расплава, эксплуатируемого в коррозионных средах 11
1.2 Назначение антикоррозионных покрытий и их классификация 15
1.3 Способы нанесения антикоррозионных покрытий и материалы,
применяемые в качестве защитных 17
1.3.1. Разновидности способов нанесения антикоррозионных покрытий 17
1.3.2. Разновидности материалов антикоррозионных покрытий 46
2 Методика исследований процессов и свойств электродуговой металлизации
антикоррозионных покрытий хромоникелевыми материалами корпуса реактора 74
2.1 Методика проведения исследования процессов электродуговой
металлизации антикоррозионного покрытия корпуса реактора 74
2.2 Методика исследования химического состава напыленных
антикоррозионных покрытий хромоникелевым материалом 81
2.3 Методика исследования механических и эксплуатационных свойств
напыленных антикоррозионных покрытий 83
2.3.1 Методика исследования механических свойств напыленных
антикоррозионных покрытий 83
2.3.2 Методика исследования эксплуатационных свойств напыленных .. 84
антикоррозионных покрытий 84
3 Результаты проведенных исследований электродуговой металлизации
антикоррозионных покрытий хромоникелевым материалом 89
3.1 Геометрические параметры напыленных покрытий 89
3.2 Химический состав напыленных антикоррозионных покрытий 91
3.3 Результаты исследования механических и эксплуатационных свойств
напыленных антикоррозионных покрытий 92
3.3.1 Результаты исследования механических свойств антикоррозионных
покрытий хромоникелевым материалом 92
3.3.2 Результаты исследования эксплуатационных свойств антикоррозионных покрытий хромоникелевым материалом 95
Заключение 102
Список используемой литературы 104
1 Анализ антикоррозионных покрытий 11
1.1 Анализ физических и механических свойств основного металла и
конструкции элемента корпуса реактора - устройства локализации расплава, эксплуатируемого в коррозионных средах 11
1.2 Назначение антикоррозионных покрытий и их классификация 15
1.3 Способы нанесения антикоррозионных покрытий и материалы,
применяемые в качестве защитных 17
1.3.1. Разновидности способов нанесения антикоррозионных покрытий 17
1.3.2. Разновидности материалов антикоррозионных покрытий 46
2 Методика исследований процессов и свойств электродуговой металлизации
антикоррозионных покрытий хромоникелевыми материалами корпуса реактора 74
2.1 Методика проведения исследования процессов электродуговой
металлизации антикоррозионного покрытия корпуса реактора 74
2.2 Методика исследования химического состава напыленных
антикоррозионных покрытий хромоникелевым материалом 81
2.3 Методика исследования механических и эксплуатационных свойств
напыленных антикоррозионных покрытий 83
2.3.1 Методика исследования механических свойств напыленных
антикоррозионных покрытий 83
2.3.2 Методика исследования эксплуатационных свойств напыленных .. 84
антикоррозионных покрытий 84
3 Результаты проведенных исследований электродуговой металлизации
антикоррозионных покрытий хромоникелевым материалом 89
3.1 Геометрические параметры напыленных покрытий 89
3.2 Химический состав напыленных антикоррозионных покрытий 91
3.3 Результаты исследования механических и эксплуатационных свойств
напыленных антикоррозионных покрытий 92
3.3.1 Результаты исследования механических свойств антикоррозионных
покрытий хромоникелевым материалом 92
3.3.2 Результаты исследования эксплуатационных свойств антикоррозионных покрытий хромоникелевым материалом 95
Заключение 102
Список используемой литературы 104
Внедрение процесса антикоррозионной защиты позволяет рационально использовать металл и снижает расходы на его изготовление.
Меры антикоррозионной защиты, при изготовлении оборудования, должны содержать требования к выбору материалов, способу защиты металлов от коррозии. На сегодняшний день коррозию металлов способны вызвать: повышенная влажность, свойства грунта, атмосферные условия (воздух), агрессивная среда (воздействие высоких температур, химических веществ или жидкостей, результат механического взаимодействия элементов оборудования).
В современном виде противокоррозионная защита представляет собой мероприятие, организованное тремя наиболее распространенными методами:
- ввод легирующих элементов в металлы (например добавление в углеродистую сталь 18 % хрома и 8 % никеля, что способствует получению нержавеющей стали). Данная процедура позволяет увеличить износостойкость материала. Этот сплав обладает достаточными антикоррозионными свойствами в различных атмосферных условиях и агрессивных средах. Недостатком применения этого способа является его высокая стоимость, низкая пластичность коррозионностойких материалов, как правило изделия производят из материалов, обладающих невысокой стоимостью с дальнейшей их противокоррозионной обработкой;
- уменьшение влияния коррозионной среды на материал. В данном случае антикоррозионные свойства возникают путем уменьшения концентрации элемента агрессивной среды, либо вводом в коррозионную среду компонентов, уменьшающих скорость коррозии. Такие вещества называются ингибиторами коррозии. Недостаток этого способа защиты от коррозии отражается в возможности его применения только при сравнительно небольшом объеме коррозионной среды;
- использование антикоррозионных покрытий. Этот способ широко применяется и является самым известным и многофункциональным. Суть его заключается в организации сплошного ограждения между основным материалом и коррозионной средой в виде различных противокоррозионных покрытий. [14].
При защите металлов от коррозии могут применяться различные типы антикоррозионных покрытий. Данные покрытия можно разделить на две большие группы:
- металлические (горячие, диффузионные, металлизационные, плакировочные, гальванические покрытия);
- неметаллические (оксидные и фосфатные защитные пленки, эмалевые, лакокрасочные, полимерные, резиновые покрытия и т.п.).
Качественные характеристики и области применения указанных покрытий свидетельствуют о способности формирования данными покрытиями различных антикоррозионных свойств металлов изделий, эксплуатируемых в различных атмосферных условиях и агрессивных средах, а именно:
- металлические покрытия:
• способ горячего нанесения металлических покрытий заключается в погружении детали
в расплавленный металл. Для получения покрытий данным методом необходимы основные условия: металл покрытия должен образовывать химическое соединение или твердый раствор с основным металлом, металл покрытия должен иметь более низкую температуру плавления, чем температура плавления основного металла.
• диффузионные покрытия получают путем совместного нагревания защищаемых изделий
и металла покрытия при определенной температуре. Насыщение можно проводить в порошкообразных смесях, в расплавленных средах и в газовой фазе. [15];
• металлизационные покрытия получают путем нанесения на защищаемую поверхность
расплавленного металла с помощью сжатого воздуха или инертного газа. Данные покрытия могут иметь слои любой толщины и высокий уровень сцепляемости с основным металлом. [16];
• плакировочные покрытия применяются для защиты коррозионно-нестойких металлов
металлами, обладающими повышенной коррозионной стойкостью в данной среде. Суть метода заключается в том, что на одну или обе стороны металла наносится коррозионностойкий слой металла (в виде пакета), который затем подвергают горячей прокатке, прессованию;
• гальванические покрытия применяются для придания металлам защитных функций в
различных эксплуатационных условиях, а также для восстановления деталей при малых износах, значительную роль, в этом случае, играют химические и электрохимические процессы нанесения покрытий. Наличие основы под покрытием затрудняет определение некоторых механических свойств самого покрытия. Поэтому значения физико-механических свойств основного металла отличается от свойств осаждаемого металла;
- неметаллические покрытия производят для формирования на поверхности изделий, деталей противокоррозионных пленок. Данные покрытия не электропроводны и их разрушение связано с воздействием химических и механических факторов. [15].
В рассматриваемой работе предлагается к внедрению в производство стойкого, к возникновению коррозии металла, покрытия наиболее оптимальным способом антикоррозионной защиты металлической поверхности элемента корпуса реактора устройства локализации расплава (УЛР) для атомной электростанции (АЭС). Данное изделие эксплуатируется в коррозионной среде, соответственно материал корпуса должен обладать коррозионно-стойкими свойствами, т.е. способностью противостоять агрессивным средам и природным условиям эксплуатации изделия.
Материалом корпуса УЛР является конструкционная углеродистая сталь 22К, которая не обладает коррозионностойкими качествами. Поэтому основной проблемой является формирование антикоррозионной защиты поверхности изделия. Учитывая, что основные, рассмотренные выше металлические и неметаллические покрытия, обладают рядом недостатков, а именно:
- металлические:
• способ горячего нанесения - неравномерность толщины покрытия, отсутствие
возможности нанесения покрытий на крупногабаритные изделия, ввиду отсутствия соответствующих по размеру ванн, применение только в пищевой, медицинской или химической промышленности;
• диффузионные покрытия - высокий уровень загрязнений в материале покрытий; объем
камеры ограничивает размеры изделия; высокая дороговизна процесса;
• плакировочные покрытия - дороговизна, быстрая коррозия в зоне сварных швов,
ограниченность применения, используется при изготовлении и ремонте элементов деталей, подверженных воздействию только агрессивных сред (грязи, шлаков, пара);
• гальванические покрытия - невысокая износостойкость и долговечность, высокая
вероятность возникновения наводораживания основного материала, что приводит к снижению механических свойств изделий, длительность изготовления, воздействие вредных химических факторов, ограниченность размеров обрабатываемых изделий;
• металлизационные покрытия - высокая пористость, значительные потери металла при
распылении, трудоемкость подготовительных операций, возможность окисления напыляемых металлов;
- неметаллические - низкая термостойкость, низкая механическая прочность, недостаточная влагостойкость, невысокая износостойкость, хрупкость [15, 16], то необходимо, для придания важнейших коррозионностойких свойств металлу применять металлизационные покрытия, которые не смотря на незначительные недостатки, отличаются качеством и характеризуются:
• долговечностью,
• высокой антикоррозионной стойкостью,
• адгезионной прочностью,
• возможностью применения и выдержки при разных внешних температурах,
• возможностью применения для защиты крупногабаритных и имеющих большую
площадь поверхностей, находящихся в собранном виде. [16].
Металлизационные покрытия можно изготавливать следующими способами:
- плазменным напылением, газопламенным напылением. Основные особенности:
• в качестве материалов используют порошки, проволоки и прутки;
• характерна высокая скорость и равномерность плазменной струи (при плазменном
напылении);
• при плазменном напылении применяется в основном инертный газ аргон, а при
газопламенном горючие газы, в основном - ацетилен;
• материал (порошки, проволоки, прутки) вводится в плазменную струю плазмотрона или
пламя газовой горелки, в которых он расплавляется, напыляется и наносится на поверхность металла.
Недостатки:
• риск свертывания напыленного покрытия из-за разности температур плазменной струи и
поверхности детали (при плазменном напылении);
• процесс трудноконтролируемый и напыление ведется вручную, что требует высокой
квалификации сварщика и его визуального контроля (при газопламенном напылении);
• высокая трудоемкость;
• дороговизна порошковых материалов;
• из-за неравномерности нагрева не применяется для напыления крупногабаритных деталей.
- Электродуговой металлизацией. Основные особенности:
• простота в обслуживании, универсальность: можно использовать сварочные и
наплавочные проволоки;
• электрическая дуга создается при соприкосновении двух изолированных, находящихся
под напряжением проволок;
• покрытия наносятся на детали любой формы и габаритов;
• высокая производительность.
Недостатки:
• повышенное окисление металла;
• выгорание легирующих элементов (применение для напыления проволок с избытком
легирующих элементов, например Св-07Х25Н13, компенсирует их потери при выгорании). [17].
Исходя из вышеизложенных особенностей и недостатков различных способов изготовления металлизационных покрытий существенным преимуществом обладает применение электродуговой металлизации.
В качестве напыления предлагается применить сварочную проволоку Св-07Х25Н13 0 1,6 мм, которая обладает антикоррозионными свойствами и надежно защищает поверхность изделия, выполненного из конструкционной углеродистой стали 22К.
Исходя из вышеизложенного, целью диссертационной работы является повышение коррозионной стойкости элементов корпуса реактора, путем исследования процессов и разработки технологии формирования антикоррозионных покрытий.
Меры антикоррозионной защиты, при изготовлении оборудования, должны содержать требования к выбору материалов, способу защиты металлов от коррозии. На сегодняшний день коррозию металлов способны вызвать: повышенная влажность, свойства грунта, атмосферные условия (воздух), агрессивная среда (воздействие высоких температур, химических веществ или жидкостей, результат механического взаимодействия элементов оборудования).
В современном виде противокоррозионная защита представляет собой мероприятие, организованное тремя наиболее распространенными методами:
- ввод легирующих элементов в металлы (например добавление в углеродистую сталь 18 % хрома и 8 % никеля, что способствует получению нержавеющей стали). Данная процедура позволяет увеличить износостойкость материала. Этот сплав обладает достаточными антикоррозионными свойствами в различных атмосферных условиях и агрессивных средах. Недостатком применения этого способа является его высокая стоимость, низкая пластичность коррозионностойких материалов, как правило изделия производят из материалов, обладающих невысокой стоимостью с дальнейшей их противокоррозионной обработкой;
- уменьшение влияния коррозионной среды на материал. В данном случае антикоррозионные свойства возникают путем уменьшения концентрации элемента агрессивной среды, либо вводом в коррозионную среду компонентов, уменьшающих скорость коррозии. Такие вещества называются ингибиторами коррозии. Недостаток этого способа защиты от коррозии отражается в возможности его применения только при сравнительно небольшом объеме коррозионной среды;
- использование антикоррозионных покрытий. Этот способ широко применяется и является самым известным и многофункциональным. Суть его заключается в организации сплошного ограждения между основным материалом и коррозионной средой в виде различных противокоррозионных покрытий. [14].
При защите металлов от коррозии могут применяться различные типы антикоррозионных покрытий. Данные покрытия можно разделить на две большие группы:
- металлические (горячие, диффузионные, металлизационные, плакировочные, гальванические покрытия);
- неметаллические (оксидные и фосфатные защитные пленки, эмалевые, лакокрасочные, полимерные, резиновые покрытия и т.п.).
Качественные характеристики и области применения указанных покрытий свидетельствуют о способности формирования данными покрытиями различных антикоррозионных свойств металлов изделий, эксплуатируемых в различных атмосферных условиях и агрессивных средах, а именно:
- металлические покрытия:
• способ горячего нанесения металлических покрытий заключается в погружении детали
в расплавленный металл. Для получения покрытий данным методом необходимы основные условия: металл покрытия должен образовывать химическое соединение или твердый раствор с основным металлом, металл покрытия должен иметь более низкую температуру плавления, чем температура плавления основного металла.
• диффузионные покрытия получают путем совместного нагревания защищаемых изделий
и металла покрытия при определенной температуре. Насыщение можно проводить в порошкообразных смесях, в расплавленных средах и в газовой фазе. [15];
• металлизационные покрытия получают путем нанесения на защищаемую поверхность
расплавленного металла с помощью сжатого воздуха или инертного газа. Данные покрытия могут иметь слои любой толщины и высокий уровень сцепляемости с основным металлом. [16];
• плакировочные покрытия применяются для защиты коррозионно-нестойких металлов
металлами, обладающими повышенной коррозионной стойкостью в данной среде. Суть метода заключается в том, что на одну или обе стороны металла наносится коррозионностойкий слой металла (в виде пакета), который затем подвергают горячей прокатке, прессованию;
• гальванические покрытия применяются для придания металлам защитных функций в
различных эксплуатационных условиях, а также для восстановления деталей при малых износах, значительную роль, в этом случае, играют химические и электрохимические процессы нанесения покрытий. Наличие основы под покрытием затрудняет определение некоторых механических свойств самого покрытия. Поэтому значения физико-механических свойств основного металла отличается от свойств осаждаемого металла;
- неметаллические покрытия производят для формирования на поверхности изделий, деталей противокоррозионных пленок. Данные покрытия не электропроводны и их разрушение связано с воздействием химических и механических факторов. [15].
В рассматриваемой работе предлагается к внедрению в производство стойкого, к возникновению коррозии металла, покрытия наиболее оптимальным способом антикоррозионной защиты металлической поверхности элемента корпуса реактора устройства локализации расплава (УЛР) для атомной электростанции (АЭС). Данное изделие эксплуатируется в коррозионной среде, соответственно материал корпуса должен обладать коррозионно-стойкими свойствами, т.е. способностью противостоять агрессивным средам и природным условиям эксплуатации изделия.
Материалом корпуса УЛР является конструкционная углеродистая сталь 22К, которая не обладает коррозионностойкими качествами. Поэтому основной проблемой является формирование антикоррозионной защиты поверхности изделия. Учитывая, что основные, рассмотренные выше металлические и неметаллические покрытия, обладают рядом недостатков, а именно:
- металлические:
• способ горячего нанесения - неравномерность толщины покрытия, отсутствие
возможности нанесения покрытий на крупногабаритные изделия, ввиду отсутствия соответствующих по размеру ванн, применение только в пищевой, медицинской или химической промышленности;
• диффузионные покрытия - высокий уровень загрязнений в материале покрытий; объем
камеры ограничивает размеры изделия; высокая дороговизна процесса;
• плакировочные покрытия - дороговизна, быстрая коррозия в зоне сварных швов,
ограниченность применения, используется при изготовлении и ремонте элементов деталей, подверженных воздействию только агрессивных сред (грязи, шлаков, пара);
• гальванические покрытия - невысокая износостойкость и долговечность, высокая
вероятность возникновения наводораживания основного материала, что приводит к снижению механических свойств изделий, длительность изготовления, воздействие вредных химических факторов, ограниченность размеров обрабатываемых изделий;
• металлизационные покрытия - высокая пористость, значительные потери металла при
распылении, трудоемкость подготовительных операций, возможность окисления напыляемых металлов;
- неметаллические - низкая термостойкость, низкая механическая прочность, недостаточная влагостойкость, невысокая износостойкость, хрупкость [15, 16], то необходимо, для придания важнейших коррозионностойких свойств металлу применять металлизационные покрытия, которые не смотря на незначительные недостатки, отличаются качеством и характеризуются:
• долговечностью,
• высокой антикоррозионной стойкостью,
• адгезионной прочностью,
• возможностью применения и выдержки при разных внешних температурах,
• возможностью применения для защиты крупногабаритных и имеющих большую
площадь поверхностей, находящихся в собранном виде. [16].
Металлизационные покрытия можно изготавливать следующими способами:
- плазменным напылением, газопламенным напылением. Основные особенности:
• в качестве материалов используют порошки, проволоки и прутки;
• характерна высокая скорость и равномерность плазменной струи (при плазменном
напылении);
• при плазменном напылении применяется в основном инертный газ аргон, а при
газопламенном горючие газы, в основном - ацетилен;
• материал (порошки, проволоки, прутки) вводится в плазменную струю плазмотрона или
пламя газовой горелки, в которых он расплавляется, напыляется и наносится на поверхность металла.
Недостатки:
• риск свертывания напыленного покрытия из-за разности температур плазменной струи и
поверхности детали (при плазменном напылении);
• процесс трудноконтролируемый и напыление ведется вручную, что требует высокой
квалификации сварщика и его визуального контроля (при газопламенном напылении);
• высокая трудоемкость;
• дороговизна порошковых материалов;
• из-за неравномерности нагрева не применяется для напыления крупногабаритных деталей.
- Электродуговой металлизацией. Основные особенности:
• простота в обслуживании, универсальность: можно использовать сварочные и
наплавочные проволоки;
• электрическая дуга создается при соприкосновении двух изолированных, находящихся
под напряжением проволок;
• покрытия наносятся на детали любой формы и габаритов;
• высокая производительность.
Недостатки:
• повышенное окисление металла;
• выгорание легирующих элементов (применение для напыления проволок с избытком
легирующих элементов, например Св-07Х25Н13, компенсирует их потери при выгорании). [17].
Исходя из вышеизложенных особенностей и недостатков различных способов изготовления металлизационных покрытий существенным преимуществом обладает применение электродуговой металлизации.
В качестве напыления предлагается применить сварочную проволоку Св-07Х25Н13 0 1,6 мм, которая обладает антикоррозионными свойствами и надежно защищает поверхность изделия, выполненного из конструкционной углеродистой стали 22К.
Исходя из вышеизложенного, целью диссертационной работы является повышение коррозионной стойкости элементов корпуса реактора, путем исследования процессов и разработки технологии формирования антикоррозионных покрытий.
Проведя полный цикл исследований по определению возможности применения способов газотермического нанесения покрытий из хромоникелевых материалов в качестве антикоррозионных установили, применение напыленных, методом электродуговой металлизации, хромоникелевых материалов, в качестве антикоррозионных покрытий возможно, при изготовлении крупногабаритных сборочных корпусов реакторов АЭС из конструкционной углеродистой стали марки 22К.
Установлено, что механические и эксплуатационные свойства низколегированной конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества марки 22К, являющейся основным металлом изделия корпуса реактора АЭС, не способны противостоять влиянию коррозионной среды и поэтому крайне важно обеспечивать поверхности антикоррозионную защиту.
В ходе исследований применялись экспериментальные образцы в виде пластин, размерами 150x150x14 мм, 100x100x14 мм и цилиндры диаметром 25x25 мм, высотой 16 мм. Образцы были изготовлены из материала аналогичному изделию корпуса реактора АЭС. В качестве антикоррозионного покрытия применялась хромоникелевая проволока Св- 07Х25Н13 01,6 мм. Материал данной проволоки в процессе анализа подтвердил свою надежность в качестве антикоррозионного за счет оптимального содержания в своем составе хрома и никеля.
В ходе исследования процесса электродуговой металлизации были определены и опробованы оптимальные режимы и техника нанесения металлизационных покрытий установкой электродуговой металлизации EuTronic Arc Spray 4 для различного количества проходов и диапазона толщины слоев покрытия.
Исследовано и установлено путем внешнего контроля и измерениями, что покрытия из хромоникелевого материала формируются стабильно, равномерно, без видимых дефектов, а также без отклонений от геометрических параметров вне зависимости от количества проходов и толщины слоев покрытия, путем выбора соответствующих режимов и техники напыления.
Результат исследования химического состава покрытия показал, что оно является однородным и содержание хрома в нем не превышает 25%, а никеля 13%. Однородность говорит практически о полном отсутствии посторонних примесей в сплаве, способных нарушить целостность структуры покрытия.
Исследование твердости покрытий по методу Виккерса установило зависимость микротвердости покрытий от режимов и техники напыления, а рассчитанные значения показали, что твердость покрытий соответствует значениям, установленным требованиями нормативно-технической документации и достигает величины в 412 HV 0,2.
Установлено, что пористость покрытий бывает открытой и сквозной. В ходе исследований было установлено, что толщина покрытий влияет на показатель пористости. Испытания и арифметические расчеты открытой и сквозной пористости показали, что показатель пористости не превышает 20%, что соответствует требованиям нормативно-технической документации.
Помимо пористости были проведены исследования покрытий на наличие адгезионной прочности (сцепления). Данное свойство проверялось путем нанесения сетки царапин на поверхность напыленных образцов и испытанием склеенных цилиндров эпоксидным клеем. При нанесении сетки царапин отслоений элементов покрытий не произошло, а при разрыве склеенных образцов, рассчитанный параметр прочности сцепления, показал значения не меньше 30 МПа. Данные испытания подтвердили соответствие полученных показателей требованиям нормативно-технической документации.
Таким образом, цель данной работы - повышение эксплуатационных характеристик металлических поверхностей элемента корпуса реактора - устройства локализации расплава (УЛР), посредствам исследования процессов и разработки технологии формирования антикоррозионных металлических хромоникелевых покрытий, изготовленных методом электродуговой металлизации была достигнута.
Установлено, что механические и эксплуатационные свойства низколегированной конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества марки 22К, являющейся основным металлом изделия корпуса реактора АЭС, не способны противостоять влиянию коррозионной среды и поэтому крайне важно обеспечивать поверхности антикоррозионную защиту.
В ходе исследований применялись экспериментальные образцы в виде пластин, размерами 150x150x14 мм, 100x100x14 мм и цилиндры диаметром 25x25 мм, высотой 16 мм. Образцы были изготовлены из материала аналогичному изделию корпуса реактора АЭС. В качестве антикоррозионного покрытия применялась хромоникелевая проволока Св- 07Х25Н13 01,6 мм. Материал данной проволоки в процессе анализа подтвердил свою надежность в качестве антикоррозионного за счет оптимального содержания в своем составе хрома и никеля.
В ходе исследования процесса электродуговой металлизации были определены и опробованы оптимальные режимы и техника нанесения металлизационных покрытий установкой электродуговой металлизации EuTronic Arc Spray 4 для различного количества проходов и диапазона толщины слоев покрытия.
Исследовано и установлено путем внешнего контроля и измерениями, что покрытия из хромоникелевого материала формируются стабильно, равномерно, без видимых дефектов, а также без отклонений от геометрических параметров вне зависимости от количества проходов и толщины слоев покрытия, путем выбора соответствующих режимов и техники напыления.
Результат исследования химического состава покрытия показал, что оно является однородным и содержание хрома в нем не превышает 25%, а никеля 13%. Однородность говорит практически о полном отсутствии посторонних примесей в сплаве, способных нарушить целостность структуры покрытия.
Исследование твердости покрытий по методу Виккерса установило зависимость микротвердости покрытий от режимов и техники напыления, а рассчитанные значения показали, что твердость покрытий соответствует значениям, установленным требованиями нормативно-технической документации и достигает величины в 412 HV 0,2.
Установлено, что пористость покрытий бывает открытой и сквозной. В ходе исследований было установлено, что толщина покрытий влияет на показатель пористости. Испытания и арифметические расчеты открытой и сквозной пористости показали, что показатель пористости не превышает 20%, что соответствует требованиям нормативно-технической документации.
Помимо пористости были проведены исследования покрытий на наличие адгезионной прочности (сцепления). Данное свойство проверялось путем нанесения сетки царапин на поверхность напыленных образцов и испытанием склеенных цилиндров эпоксидным клеем. При нанесении сетки царапин отслоений элементов покрытий не произошло, а при разрыве склеенных образцов, рассчитанный параметр прочности сцепления, показал значения не меньше 30 МПа. Данные испытания подтвердили соответствие полученных показателей требованиям нормативно-технической документации.
Таким образом, цель данной работы - повышение эксплуатационных характеристик металлических поверхностей элемента корпуса реактора - устройства локализации расплава (УЛР), посредствам исследования процессов и разработки технологии формирования антикоррозионных металлических хромоникелевых покрытий, изготовленных методом электродуговой металлизации была достигнута.