На верфи в Росите, Великобритания, проводится первая в мире полная разборка атомной подводной лодки. Боевая рубка демонстрационного судна HMS Swiftsure была вскрыта в июне 2025 года, и ожидается, что судно будет полностью разобрано к концу 2026 года. Из этой атомной ударной подводной лодки, введенной в строй в 1972 году, уже было удалено более 500 тонн обычных отходов в процессе разборки. Согласно плану, 90% ее конструкций и компонентов будут переработаны или использованы повторно. Компания Babcock заключила трехлетний контракт на сумму 114 миллионов фунтов стерлингов (приблизительно 155 миллионов долларов США) на подготовку к выгрузке ядерного топлива из последующих подводных лодок класса Trafalgar. Высококачественная сталь, полученная в процессе разборки, подтверждена для использования в производстве компонентов для будущих подводных лодок Королевского флота. Эта модель «переработки с корабля на корабль» впервые представляет собой замкнутую экономическую цепочку для утилизации списанных атомных подводных лодок. Технические сложности утилизации списанных атомных подводных лодок, начиная от корпусов реакторов и трубопроводов первичного охлаждения и заканчивая внешними теплообменниками, сосредоточены на идентификации, разборке и сортировке специальных сплавов — сварные соединения, включающие разнородные металлы, такие как титановые сплавы , медно-никелевые сплавы и нержавеющая сталь, должны быть четко обозначены на этапе разборки; в противном случае примеси загрязнят расплав во время плавки, сделав всю партию непригодной для использования. В настоящее время на предприятии «Россис» работают 200 технических специалистов, занимающихся переработкой списанных атомных подводных лодок, и разработанный ими процесс разборки будет напрямую применен к оставшимся 26 списанным атомным подводным лодкам Королевского флота.
Теплообменники серии EF(N) ВМС США изготавливаются в соответствии со стандартами MIL-C-15730, при этом модель класса 4 специально разработана для систем охлаждения пресной водой подводных лодок. В этом типе нетрадиционного теплообменника соединение между титановыми трубами и трубными решетками из медно-никелевого сплава осуществляется по технологии «сначала разбухание, затем сварка» — титановые трубы встраиваются в наружные трубные решетки из медно-никелевого сплава 90/10 методом роликового разбухания, после чего происходит разбухание внутренних труб по всей длине для обеспечения герметичности. В техническом отчете Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) отмечается, что если расширение является единственным методом соединения титановых труб с трубными решетками из разнородных сплавов, щелевая коррозия не может быть полностью исключена; герметизирующие сварные швы являются наиболее эффективным средством предотвращения проникновения охлаждающей жидкости в соединения. Трубные решетки из медно-никелевого сплава обычно выбираются из сплавов 70/30 или 90/10; Первый материал обладает большей прочностью и способен выдерживать большие скорости потока, а второй обеспечивает превосходную теплопроводность для повышения эффективности теплопередачи. В нетрадиционных теплообменниках с использованием титановых труб ключевым преимуществом трубных досок из медно-никелевого сплава является то, что защитная поверхностная пленка образуется естественным образом в морской воде, предотвращая образование хлоридных язв или коррозионное растрескивание под напряжением, в отличие от нержавеющей стали. Эксплуатационные данные с опреснительных установок показывают, что тонкостенные титановые трубы с толщиной стенки 0,5 мм, при расширении до трубных досок из медно-никелевого сплава, проходят гидростатические испытания без утечек, а их прочность на вырыв положительно коррелирует с отношением толщины стенки трубы к внешнему диаметру. Для линий переработки списанных атомных подводных лодок трубные доски из медно-никелевого сплава от таких теплообменников могут быть непосредственно возвращены в печь для переплавки после извлечения, в то время как титановые трубы от нетрадиционных теплообменников извлекаются и классифицируются как титановый лом. Стоит отметить, что если трубы из медно-никелевого сплава подвергаются воздействию загрязненной сульфидами морской воды в течение длительного времени во время эксплуатации, места соединения с титаном могут подвергаться ускоренной коррозии из-за гальванических эффектов. Однако эта коррозия не влияет на ценность самого медно-никелевого сплава как высокочистого материала для переплавки при фактической утилизации списанных атомных подводных лодок. Опыт многочисленных судоразделочных верфей вдоль тихоокеанского побережья показывает, что титановые трубы из нестандартных теплообменников также демонстрируют вышеупомянутые следы гальванической коррозии; при сортировке достаточно просто отрезать соединительные участки. На спотовом рынке целые трубы из медно-никелевого сплава могут продаваться по цене, сопоставимой с ценой труб из медно-никелевого сплава Goodfellow 70/30 — трубы лабораторного качества продаются примерно за несколько десятков долларов за тысячу миллиметров.При этом цены на материалы промышленного назначения рассчитываются со скидкой на основе спотового индекса меди и никеля Лондонской биржи металлов.
Соединение между ступицей гребного винта подводной лодки и стальным хвостовым валом, по сути, представляет собой столкновение материалов. Если бы ступица гребного винта из титанового сплава была просто прикреплена болтами к валу из сверхпрочной стали, морская вода действовала бы как электролит, и гальванической разности потенциалов между двумя металлами было бы достаточно, чтобы вызвать коррозию контактной поверхности в течение нескольких месяцев. Во время вывода из эксплуатации и демонтажа списанных атомных подводных лодок британский флот обнаружил, что на ранних подводных лодках класса «Трафальгар» использовался процесс взрывной сварки для предварительного соединения титана и стали в переходное соединение, после чего оба конца соединения сваривались тем же металлом. Когда судоразделочные компании разрезают систему гребного вала, этот переходный участок является критически важным пунктом сортировки: стальная сторона поступает в поток черных металлов, титановая сторона — в поток цветных металлов, а слой, сваренный взрывным способом, посередине, маркируется отдельно из-за остаточных следов припоя из драгоценных металлов . Для соединений из разнородных металлов в механизме привода руля подход более прост: между шатуном из титанового сплава и штифтом из нержавеющей стали наносится слой сухой смазки на основе серебра, предотвращающий заедание и снижающий гальваническую коррозию. Применительно к процессу утилизации списанных атомных подводных лодок эта информация означает, что при разборке руля, если встречаются резьбовые соединения из другого материала, необходимо сначала проверить чертежи, чтобы подтвердить наличие каких-либо покрытий; в противном случае смешивание материалов в печи приведет к загрязнению серебром. В настоящее время на линии разборки в Розисе перед резкой труб сканируют соединения с помощью портативного рентгенофлуоресцентного анализатора, что позволяет получить результаты анализа состава за две секунды.
Первичный контур является жизненно важным элементом атомной подводной лодки и областью, где наиболее сконцентрированы проблемы совместимости материалов. Корпус реактора и основные трубопроводы изготовлены из аустенитной нержавеющей стали или никелевых сплавов , но некоторые вспомогательные трубопроводы, соединенные с ними, используют титановые сплавы для снижения веса и обеспечения немагнитности. Эти два материала нельзя сваривать напрямую плавлением; сварка вызывает немедленное растрескивание. Ранний подход заключался в использовании припоев на основе палладия или золота для создания капиллярно-проникающего соединения при температурах ниже точки плавления основного материала, образуя пластичный буферный слой и одновременно блокируя путь миграции изотопов водорода. Когда британская команда по быстрому выводу из эксплуатации разрезала граничные трубопроводы первичного контура, они в первую очередь разрезали прямые участки труб вдали от соединений, оставляя участки со соединениями нетронутыми для отправки в цех постобработки для разборки. Цель состояла в том, чтобы извлечь эти несколько граммов палладия или золота по отдельности. При переработке списанных атомных подводных лодок скорость не является приоритетом для этих компонентов — даже один неточный разрез приведет к смешиванию припоя из драгоценного металла с ломом нержавеющей стали, что сделает невозможным их последующее разделение. В соединениях первичной цепи также используются титановые аноды с платиновым покрытием в качестве компонентов электрохимической защиты. Толщина платинового слоя составляет всего несколько микрометров; если его расплавить напрямую, платина будет разбавлена в расплавленном титане до такой степени, что не будет иметь никакой извлекаемой ценности. Поэтому стандарты переработки списанных атомных подводных лодок требуют, чтобы при демонтаже системы катодной защиты сначала полностью удалялись титановые аноды с платиновым покрытием, а затем проводилась химическая очистка для извлечения платинового покрытия. Команда Babcock сообщила, что, хотя общая площадь поверхности этих покрытых вспомогательных анодов на одной подводной лодке невелика, а международная спотовая цена платины превышает 2201 доллар за унцию ( Источник данных: 11.05.2026, страница цен на драгоценные металлы DONGSHENG ), совокупная стоимость представляет собой масштабную задачу по извлечению руды, заслуживающую серьезного внимания.
Язык
