AP23489790 – Су буының критикалық және аса критикалық параметрлері кезінде су буының әртүрлі маркалы бериллидтермен әрекеттесуін зерттеу
Мақсаты – Ұсынылған жобаның мақсаты турбоагрегатқа кіре берістегі будың ұқсас параметрлеріне сәйкес келетін будың критикалық және аса критикалық параметрлерінде бериллий (бериллидтер) негізіндегі бинарлы металларалық қосылыстардың жоғары температуралы коррозия процестерін зерттеу болып табылады.
Жобаның өзектілігі: Энергетиканы, соның ішінде ядролық және термоядролық энергетиканы дамытудағы маңызды міндеттердің бірі — бу температурасы мен қысымын аса критикалық және ультра критикалық параметрлерге дейін арттыру арқылы энергоблоктардың пайдалы әсер коэффициентін (ПӘК) жоғарылату. Бу турбиналық қондырғының тиімділігі турбинаға кірер және шығардағы бу қысымы мен температурасының айырмасына тікелей байланысты. Қазіргі уақытта ВВЭР, PWR және BWR типті атом электр станцияларының турбиналарының басым бөлігі салыстырмалы түрде төмен параметрлі қаныққан бумен жұмыс істейді. Болашақ жоғары температуралы реакторларға көшу және турбоагрегаттардың қуатының артуына байланысты бу параметрлері өсетін болады. Ең көп жүктеме түсетін элементтер — жоғары қысымды цилиндр турбинасының алғашқы сатылары, олар экстремалды температура мен қысым жағдайында жұмыс істейді. Осыған байланысты турбина қалақшаларының материалдарына қойылатын талаптар арта түсуде. Жоғары жылулық және механикалық қасиеттеріне байланысты бериллийдің басқа металдармен интерметалдық қосылыстары перспективалы материалдар болып саналады.
Ғылыми жетекші: Физика-математика ғылымдарының кандидаты, Кульсартов Тимур Валиханович
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер: Бериллидтердің әртүрлі түрлеріне жүргізілген коррозиялық эксперименттердің нәтижелері сынақ диаграммалары мен үлгілерді сынаққа дейін, барысында және кейін сипаттау деректерін қамтитын деректер жиынтығы түрінде алынды. Титан және хром бериллидтеріне 300–500 °C температура диапазонында және 8–25 МПа су буы қысымында, әр сынақта 3 сағат ұстап тұру арқылы зерттеулер жүргізілді. Зерттеулерді орындау үшін герметикалық жағдайларды және орта параметрлерін бақылауды қамтамасыз ететін CorSiCa эксперименттік модулі әзірленіп, жасалды. Қондырғы газ қоспалары мен су буын қалыптастыру жүйесімен, қысым датчиктерімен және температураны автоматты басқару жүйесімен жабдықталған. Әдістемелік эксперименттер барысында өлшеу жүйелері калибрленіп, жұмыс параметрлерінің диапазондары анықталды: температура 20–700 °C, су буының қысымы 3×10⁶ Па дейін, қалдық газдар мөлшері 10 ppm-нен аспайды. Сынақ жүргізу әдістері, соның ішінде үлгілерді дайындау және оларды атмосфералық газдармен жанаспай алу тәсілдері оңтайландырылды. Алынған нәтижелер су буының критикалық параметрлеріне жақын жағдайларда бериллидтердің жоғары коррозиялық тұрақтылығын көрсетті. Үлгілер массасының аз ғана артуы және жұқа оксидтік қабықшалардың түзілуі тіркелді. Be12Ti титан бериллидінің Be12Cr-мен салыстырғанда жоғары коррозиялық тұрақтылық көрсететіні анықталды. Бұл барлық зерттелген температураларда массаның аз өсуімен және жұқа оксид қабатының түзілуімен байқалады. Алынған нәтижелер жоғары температуралы энергетикалық қондырғылар үшін материалдарды таңдауға және әрі қарайғы зерттеулерге негіз болады.
Жарияланымдар тізімі
- Kulsartov T. Comparative analysis of high-temperature corrosion processes of beryllides of different compositions / T. Kulsartov, I. Kenzhina, K. Samarkhanov et al. // Fusion Engineering and Design. – 2025. – Article 115283. – URL: https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2025.115283