تأثير عمليات اسيدشويي و آندي كردن بر رفتار خوردگي غلاف‌هاي سوخت VVER

Effect of Pickling and Anodizing on Corrosion Behavior of VVER Fuel Clads

اخيراً استفاده از آلياژ زيركنيم- نيوبيم آندي نشده به عنوان غلاف ميله‌هاي سوخت VVER-1000ها مطرح شده است. در اين راستا، به منظور بررسي تأثير عمليات اسيدشويي و آندي كردن بر رفتار خوردگي غلاف‌هاي توليد شده در شركت سوخت رآكتورهاي هسته‌اي (سوره) مطالعه‌هايي انجام شد. غلاف سوخت Nb%1-Zr در شركت سوره در شرايط مختلف بدون عمليات سطحي، سنباده خورده و اسيدشويي شده؛ سنباده خورده و آندي شده، اسيدشويي و آندي شده توليد شد. نمونه‌هاي مرجع نيز در حالت‌هاي مختلف براي مقايسه‌ي بهتر نتيجه‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. از دستگاه مختصات ابعادي (CMM) براي اندازه‌گيري ابعاد، ميكروسكوپ الكترون پويشي (SEM) براي تعيين ضخامت لايه‌ي اكسيدي، پراش پرتو ايكس (XRD) براي تعيين ماهيت لايه‌ي اكسيدي و اتوكلاو براي تعيين ميزان خوردگي استفاده شد. يافته‌ها نشان داد كه خوردگي به شدت متأثر از عمليات سطحي انجام شده روي نمونه‌ها است و ريزساختار در درجه‌ي دوم اهميت قرار دارد. نوع اكسايش بعد از عمليات اسيدشويي يا اسيدشويي و آندي كردن كاملاً متفاوت از نوع اكسايش نمونه‌هاي سنباده خورده است. فرايند آندي كردن بعد از عمليات اسيدشويي تقريباً مقاومت خوردگي را نسبت به نمونه‌اي كه تنها اسيدشويي شده است تا دو برابر بهبود بخشيد. وجود لايه‌ي اكسيدي خاكستري روي نمونه‌هاي سنباده خورده به حضور غالب فاز زيركنياي مونوكلينيك نسبت داده مي‌شود كه مقاومت خوردگي كم‌تري نسبت به فاز چهارگوشه‌اي دارد.

Recently, it has been declared that fuel rods do not need to be anodized for the usage in VVER reactors. In this regard, some studies were planned to investigate the effects of pickling and anodizing treatments on corrosion behaviour of the fuel clads produced by Sooreh company. For this reason, different surface treated samples of as-received, grinded, pickled, grinded and anodized, and pickled and anodized were prepared. The Russian fuel clads in some equal conditions were also employed for comparisons. The results revealed that corrosion behaviour is completely effected by the surface treatment, and microstructure properties have less impact. The oxidation type in the pickled, and pickled and anodized samples are absolutely different from the grinded samples. The anodizing treatment after pickling nearly increases the corrosion resistance by two times in comparison to just pickled ones. The presence of grey oxide layer on the grinded samples are attributed to Monoclinic zirconia which has less corrosion resistance to Tetragonal zirconia.