Časopis KOM

Obálka

Obálka

AKI
2015, 59 (4)
 
Obálka

For Industry 2016

2015, 59 (4)
 
Výzkumné články

Koroze slitin Zr–Nb a Zr–Sn za simulovaných podmínek reaktoru VVER/Corrosion of Zr-Nb and Zr-Sn alloys under simulated environment of PWR reactor

Krausová A., Macák J., Sajdl P., Renčiuková V., Novotný R.
2015, 59 (4), 99–102

Citace (ACS): Krausová, A.; Macák, J.; Sajdl, P.; Renčiuková, V.; Novotný, R. Koroze slitin Zr–Nb a Zr–Sn za simulovaných podmínek reaktoru VVER/Corrosion of Zr-Nb and Zr-Sn alloys under simulated environment of PWR reactor. Koroze a ochrana materiálů 2015, 59 (4), 99–102.

Citace (ISO): Krausová, A.; Macák, J.; Sajdl, P.; Renčiuková, V.; Novotný, R. Koroze slitin Zr–Nb a Zr–Sn za simulovaných podmínek reaktoru VVER/Corrosion of Zr-Nb and Zr-Sn alloys under simulated environment of PWR reactor. Koroze a ochrana materiálů 2015, vol. 59, no. 4, p. 99–102.

Oxidační kinetiku lze v případě koroze zirkoniových slitin rozdělit do dvou stádií, která jsou od sebe oddělená transientním stavem. Výskyt transientního stavu je z korozního hlediska klíčový, neboť při něm dochází ke zvýšení rychlosti oxidace. V této práci byly pomocí in-situ elektrochemické impedanční spektroskopie studovány slitiny zirkonia Zr–Nb a Zr–Sn při teplotě 340 °C a tlaku 15 MPa v prostředí, které simulovalo chladivo reaktoru VVER. Cílem dlouhodobých experimentů (až 9000 h) bylo charakterizovat oxidační kinetiku v závislosti na expoziční době a typu zirkoniové slitiny. Výsledky ukázaly, že za uvedených experimentálních podmínek dochází u slitiny zirkonia Zr–Sn k dřívějšímu dosažení přechodu, tzv. transientnímu stavu.

The oxidation kinetics of zirconium alloys corrosion can be divided in two phases that are detached by a transient state. The occurrence of the transient state is crucial from the corrosion perspective, since it accelerates the oxidation rate. This work employs in-situ electrochemical impedance spectroscopy to study Zr-Nb and Zr-Sn alloys at the temperature of 340° and the pressure of 15 MPa in the environment simulating the cooling agent of PWR reactor. The goal of long-term experiments (up to 9000 hours) was to characterise oxidation kinetics, depending on the exposure time and the type of zirconium alloy. The results showed that the transient state is achieved sooner for the Zr-Sn alloy.

 

Klíčová slova: slitina Zr, oxidace, lehkovodní reaktor, impedanční spektroskopie

Keywords: zirconium alloy, oxidation, PWR, EIS

Výzkumné články

Testování mechanických vlastností Inconelu 713 a 738 pro pokročilé reaktory/Testing of mechanical properties of 713 and 738 inconels for advanced reactors

Marušáková D., Berka J., Sajdl P.
2015, 59 (4), 103–106

Citace (ACS): Marušáková, D.; Berka, J.; Sajdl, P. Testování mechanických vlastností Inconelu 713 a 738 pro pokročilé reaktory/Testing of mechanical properties of 713 and 738 inconels for advanced reactors. Koroze a ochrana materiálů 2015, 59 (4), 103–106.

Citace (ISO): Marušáková, D.; Berka, J.; Sajdl, P. Testování mechanických vlastností Inconelu 713 a 738 pro pokročilé reaktory/Testing of mechanical properties of 713 and 738 inconels for advanced reactors. Koroze a ochrana materiálů 2015, vol. 59, no. 4, p. 103–106.

Mezi kovové konstrukční materiály pro komponenty pokročilých plynem chlazených reaktorů patří niklové superslitiny Inconel 713 a 738. V rámci projektu aplikovaného výzkumu řešeného na VŠCHT Praha a CV Řež byly testovány mechanické vlastnosti těchto slitin ve výchozím stavu a po expozici vzorků v heliu obsahujícím stopové nečistoty (CO, H2, CH4, H2O) při teplotě 900 °C po dobu 1000 hod. Vzorky testovaných slitin byly vyrobeny: a) z původního litého materiálu (virgin), b) přepracovaného materiálu z výroby (revert 100R) a c) materiálu získaného slitím těchto materiálů v poměru 50V/50R. K určení mechanických vlastností materiálů po expozicích byly provedeny tahové zkoušky a strukturní analýza pomocí SEM. Porovnány byly změny vlastností po expozici jednotlivých testovaných slitin i stejné slitiny vyrobené různými postupy. Zatímco mez kluzu a mez pevnosti poklesly u Inconelu 713 jen zlehka, u Inconelu 738 poklesly výrazně. Stav 50V/50R vykazoval lepší mechanické vlastnosti než stav revert 100R.

Nickel superalloys Inconel 713 and 738 belong among metallic construction materials used for components of advances gas cooled reactors. The project of applied research solved by the UCT Prague and RC Řež tested mechanical properties of these alloys in the starting phase and after the exposure to helium containing trace pollutants (CO, H2, CH4, H2O) at the temperature of 900°C for a period of 1000 hours. The samples of tested alloys were made from: a) the virgin cast material, b) remanufactured material (revert 100R) and c) casting of previous materials in the ratio of 50V/50R. To identify mechanical properties of the materials after exposure, tensile tests and structural analyses by SEM were carried out. The changes of properties after the exposure of tested alloys and the same alloys made in various procedures were compared. While the yield and tensile strengths dropped insignifi cantly for Inconel 713, the plummeted for Inconel 738. The 50V/50R state showed better mechanical properties than the revert 100R state.

 

Klíčová slova: niklová slitina, mechanické vlastnosti, elektronová mikroskopie

Keywords: Ni alloy, mechanical properties, SEM

Výzkumné články

Koroze konstrukčních materiálů působením kyseliny borité/The corrosion of construction materials induced by boric acid

Kobzová A., Kárník D., Skoumalová Z., Marcinský P.
2015, 59 (4), 107–113

Citace (ACS): Kobzová, A.; Kárník, D.; Skoumalová, Z.; Marcinský, P. Koroze konstrukčních materiálů působením kyseliny borité/The corrosion of construction materials induced by boric acid. Koroze a ochrana materiálů 2015, 59 (4), 107–113.

Citace (ISO): Kobzová, A.; Kárník, D.; Skoumalová, Z.; Marcinský, P. Koroze konstrukčních materiálů působením kyseliny borité/The corrosion of construction materials induced by boric acid. Koroze a ochrana materiálů 2015, vol. 59, no. 4, p. 107–113.

V provozních podmínkách primárního okruhu jaderných elektráren nelze vyloučit kontakt primárního média s obsahem kyseliny borité s konstrukčními kovovými materiály. Obsahem experimentální práce bylo simulovat vybrané varianty expozice konstrukčních materiálů primárnímu médiu a kvantifikovat jeho korozní účinky. Základními faktory ovlivňujícími korozi byly teplota povrchu materiálu, koncentrace kyseliny borité a možnost odvodu vodní páry od povrchu. Vrstva páry se tvoří při vysoké teplotě a chrání povrch před kontaktem s kyselinou boritou a brání koroznímu poškození. Odpařování kyseliny borité závisí také na množství vody (koncentraci kyseliny borité). Přebytek vody umožňuje destilaci kyseliny borité a přebytek kyseliny borité má za následek vznik neškodné sklovité vrstvy z taveniny kyseliny borité.

A contact between the primary medium containing boric acid and construction metallic materials cannot be avoided in production conditions of the primary circuit of nuclear power plants. The goal of this experimental project was to simulate selected exposures of construction materials to the primary medium and quantify its corrosion impacts. The basic factors affecting corrosion include the temperature of the material surface, acid concentration and the possibility of steam suction from the surface. The steam layer forms at a high temperature and protects the surface from the contact with boric acid and prevents corrosion. Evaporation of boric acid also depends on the quantity of water (boric acid concentration). The excess of water enables distillation of boric acid and the excess of boric acid results in formation of a harmless glasslike layer from the boric acid melt.

 

Klíčová slova: ocel, kyselina boritá, koroze

Keywords: steel, boric acid, corrosion

Technologické zajímavosti a články z praxe

Koroze kovových spojovacích prostředků ve dřevě modifikovaném silikony/Corrosion of metal fasteners in the silicone modified wood

Daňková J., Majstríková T., Mec P., Ščučka J., Martinec P.
2015, 59 (4), 114–120

Citace (ACS): Daňková, J.; Majstríková, T.; Mec, P.; Ščučka, J.; Martinec, P. Koroze kovových spojovacích prostředků ve dřevě modifikovaném silikony/Corrosion of metal fasteners in the silicone modified wood. Koroze a ochrana materiálů 2015, 59 (4), 114–120.

Citace (ISO): Daňková, J.; Majstríková, T.; Mec, P.; Ščučka, J.; Martinec, P. Koroze kovových spojovacích prostředků ve dřevě modifikovaném silikony/Corrosion of metal fasteners in the silicone modified wood. Koroze a ochrana materiálů 2015, vol. 59, no. 4, p. 114–120.

Ochranné prostředky na dřevo ve stavebních konstrukcích mohou, za určitých podmínek, akcelerovat korozi kovových spojovacích prostředků. Fenomén koroze kovů v chemicky modifikovaném dřevě silikony je významným faktorem pro stanovení adekvátních pravidel pro uplatnění těchto materiálů v rámci stavební konstrukce. V článku jsou prezentovány výsledky experimentální studie vlivu dřeva modifikovaného komerčním prostředkem na bázi silikonů na vybrané kovy. Bylo testováno modifikované dřevo smrku ztepilého (Picea Abies L.), dubu (Quercus SPP.) a modřínu opadavého (Larix decidua Mill.) a komerční stavební kovové hřebíky železné, měděné a železné pozinkované. Vzorky dřeva s aplikovanými kovy byly exponovány 6 týdnů v prostředí s teplotou 30°C a vzdušnou vlhkostí 100%, kdy vlhkost dřeva se blížila bodu nasycení vláken. Po uplynutí doby expozice bylo provedeno vizuální hodnocení povrchu ze dřeva vyjmutých kovových hřebíků, a u vybraných vzorků byly korozní produkty analyzovány metodou infračervené spektroskopie. Výsledky provedených experimentů a analýz ukazují na zřejmou materiálovou kompatibilitu mezi modifikovaným dřevem smrku ztepilého (Picea Abies L.) a železnými spojovacími prostředky v prostředí s vysokou vzdušnou vlhkostí. Po uplynutí expoziční doby byla intenzita koroze povrchu železného stavebního hřebíku nižší ve dřevě modifikovaném, než ve dřevě bez modifikace.

Under certain circumstances, timber protective coatings may accelerate corrosion of metallic fasteners. The phenomenon of metal corrosion in wood chemically modifi ed with silicones is a crucial factor for defi nition of appropriate rules for application of these materials on timber. The study presents results of the impact of modifi ed spruce (Picea Abies L.), oak (Quercus SPP.) and larch (Larix decidua Mill.) timber and standard steel, copper and galvanised steel nails. Samples of timber with driven nails were exposed to the environment of 30°C temperature and 100% atmospheric humidity for a period of 6 weeks, when humidity of wood approximated the point of fi bre saturation. After the exposure, the surface of steel nails removed from the timber was visually evaluated; corrosion products from selected samples were analysed using infrared spectroscopy. Based on the analyses results, the hypothesis of material compatibility between modifi ed spruce (Picea Abies L.) timber and steel fi xtures in the environment with high atmospheric humidity was formulated. After the exposure period, the extent of the surface corrosion of steel nail was lower than in untreated reference timber (without the protective coating).

 

Klíčová slova: spojovací ateriál, silikon, koroze, infračervená spektroskopie

Keywords:  fastener, timber, silane, corrosion, FTIR

Technologické zajímavosti a články z praxe

Hodnocení materiálů používaných při readjustaci a ukládání daguerrotypií pomocí modifikovaného Oddyho testu/Evaluation of materials for recasing and preservation of daguerreotypes using modified Oddy test

Švadlena J., Borýsková Š.
2015, 59 (4), 121–127

Citace (ACS): Švadlena, J.; Borýsková, . Hodnocení materiálů používaných při readjustaci a ukládání daguerrotypií pomocí modifikovaného Oddyho testu/Evaluation of materials for recasing and preservation of daguerreotypes using modified Oddy test. Koroze a ochrana materiálů 2015, 59 (4), 121–127.

Citace (ISO): Švadlena, J.; Borýsková, . Hodnocení materiálů používaných při readjustaci a ukládání daguerrotypií pomocí modifikovaného Oddyho testu/Evaluation of materials for recasing and preservation of daguerreotypes using modified Oddy test. Koroze a ochrana materiálů 2015, vol. 59, no. 4, p. 121–127.

Významným nebezpečím pro dlouhodobé zachování historických kovových předmětů jsou nevhodné podmínky uložení a použití materiálů, které mohou být zdrojem polutantů ve vnitřních atmosférách. Materiály navržené pro použití při ochraně a uložení sbírkových předmětů je potřeba dostatečně ověřit z hlediska bezpečnosti pro chráněné předměty, než mohou být tyto materiály s jistotou doporučeny. Jednou ze základních technik používaných pro účely testování nových i ověření již používaných materiálů je tzv. Oddyho test, jehož výhody spočívají v jeho jednoduchosti na experimentální vybavení a možnosti modifikovat tuto metodu pro konkrétní použití. V této práci je uplatněna varianta Oddyho testu modifikovaná pro konkrétní případ – hodnocení materiálů, které se používají při readjustaci daguerrotypií. Vedle běžně používaného vizuálního hodnocení výsledků Oddyho testu byla pro porovnání použita i elektrochemická redukce korozních produktů na exponovaných vzorcích. Výsledky naznačují, že vliv testovaných materiálů je minoritní v porovnání s vlivem stavu povrchu daguerrotypie. Tento závěr odpovídá předpokladům bezpečnosti testovaných materiálů, které se v konzervátorské praxi používají při ochraně archivních a historických fotografických fondů.

Unsuitable storage conditions and use of materials which may be a source of pollutants in indoor environments are major threats to the long-term preservation of historic metal objects. Materials proposed for use in protecting and storage of museum or archive collections need to be suffi ciently verifi ed in terms of safety for the protected objects before these materials can be safely recommended. One of the basic techniques used for the purpose of testing of new materials (and verifying of those that are already in use) is the Oddy test whose advantages lies in its simple requirements for the experimental equipment and a possibility to modify this method for a particular use. In this work, a variant of the Oddy test was applied with a modifi cation for a specifi c case – evaluation of materials used for recasing of daguerreotypes. Besides the commonly used visual assessment, electrochemical reduction of corrosion products on the exposed samples was used to compare the Oddy test results. The results indicate that the infl uence of the test materials is minor compared to the infl uence of the state of the daguerreotypes surface. This conclusion is consistent with expectations about safety of the tested materials that are used in conservation practice for the protection of archival and historical photographic collections.

 

Klíčová slova: daguerrotypie, konzervace, Oddy test, elektronová miroskopie, galvanostatická redukce

Keywords:  daguerreotype, preservation, Oddy test, SEM, galvanostatic reduction