Inconel 600 fl-Enerġija Nukleari: Għażla tal-Materjal tat-Tubi tal-Ġeneratur tal-Fwar u Esperjenza tas-Servizz

Ġewwa kull ġeneratur tal-fwar ta' reattur tal-ilma taħt pressjoni (PWR) ipoġġu eluf ta'-tubi b'ħitan - unità kbira tipika fiha aktar minn 7,000 U-tubu. Kull tubu huwa limitu ta' pressjoni li jissepara l-likwidu li jkessaħ primarju radjuattiv minn fwar mhux-radjuattiv, u l-mazz kollu jifforma l-akbar wiċċ ta' trasferiment tas-sħana-fis-sistema tar-reattur. Il-materjal magħżul għal dawk it-tubi jiddetermina jekk impjant jaħdem b'mod affidabbli għal 40-60 sena jew jiffaċċjax sostituzzjoni prematura ta' ġeneratur tal-fwar ta' diversi-miljuni ta' dollari.

Għal madwar għoxrin sena, dak il-materjal kienInconel 600 (UNS N06600). Kienet għażla razzjonali: il-kontenut għoli tagħha ta 'nikil (72% minimu) għamilha immuni għall-ikkrekkjar tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur, kellha saħħa qawwija ta' temperatura għolja - u reżistenza għall-ossidazzjoni, u qabeż l-istainless steel awstenitiku użat fl-ewwel ġeneraturi tal-fwar. Imbagħad id-dejta tal-qasam qalet storja differenti. Tubi bdew qsim minn ġewwa 'l barra, u l-mekkaniżmu - qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-ilma primarju (PWSCC) - sar wieħed mill-aktar lezzjonijiet materjali konsegwenzjali fl-istorja nukleari kummerċjali, fl-aħħar mill-aħħar imexxi l-industrija għal Alloy 690.

Inconel 600 huwa liga eċċellenti ta'-temperatura għolja li d-dgħjufija waħda kritika tagħha - PWSCC f'ilma primarju sħun u ta'-purità għolja - tirrifletti l-kontenut ta' kromju relattivament baxx tiegħu (14-17%). Għal ġeneraturi tal-fwar nukleari ġodda, Alloy 690TT (27-31% Cr) issa huwa l-istandard globali minħabba li bejn wieħed u ieħor jirdoppja l-kromju u jgħolli r-reżistenza tal-PWSCC b'fattur ta 'titjib ta' aktar minn 10. Iżda Inconel 600 jibqa' kwalifikat bis-sħiħ u użat ħafna f'temperatura{13}}4}nukleari għolja,-du-4}nukleari,-4} {13} {13} }4} nukleari ta' temperatura għolja servizz kimiku, u trattament bis-sħana - fejn PWSCC mhuwiex il-mod ta 'falliment li jirregola. L-għażla bejniethom hija kwistjoni ta 'tqabbil tal-liga mal-mekkaniżmu attwali tal-korrużjoni.

X'inhu Inconel 600 u Għaliex Ġie Magħżul?

Inconel 600 huwa liga ta' soluzzjoni tan-nikil-kromju-ħadid solidu-b'nikil minimu ta' 72% u 14-17% kromju. Il-kontenut għoli ħafna tan-nikil huwa l-karatteristika ewlenija tad-disinn: il-matriċi tan-nikil huma immuni għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur u ma jiffrankawx l-idroġenu-mod kif jagħmel l-azzar ferritiku. Il-kromju jipprovdi l-ossidazzjoni u r-reżistenza għall-korrużjoni f'temperatura għolja. Din il-kombinazzjoni għamlet 600 l-aġġornament loġiku minn azzar inossidabbli awstenitiku meta l-ġeneraturi tal-fwar PWR kienu qed jiġu ddisinjati fl-aħħar tas-snin sittin u s-sebgħinijiet.

Inconel 600 mhix preċipitazzjoni-liga mwebbsa - hija soluzzjoni-solida-imsaħħa, wiċċ-iċċentrata-materjal kubiku li jibqa' duttili u iebes f'firxa wiesgħa ħafna ta' temperatura, minn kundizzjonijiet krijoġeniċi sa servizz ta' ossidazzjoni ta'-temperatura għolja. Huwa fabbrikat faċilment f'tubi mingħajr saldaturi b'ħitan-rqaq, iwweldjati mingħajr trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura, u jirreżisti atmosferi ta' karburizzazzjoni, nitriding, u ossidazzjoni sa bejn wieħed u ieħor 1095 grad (2000 grad F). Dawn il-karatteristiċi jispjegaw għaliex ġie adottat mhux biss għat-tubi tar-reattur iżda għall-intern tal-forn, tagħmir għat-trattament tas-sħana-, u tagħmir tal-proċess kimiku.

[Sors] ASTM B167 / ASME SB-163 (tubi bla saldaturi Inconel 600); ASME SB-166 (bar/virga).

Għaliex il-Kontenut tan-Nikil kien importanti għal Disinjaturi Nukleari

Id-disinjaturi għażlu Inconel 600 għal tliet raġunijiet li kollha jittraċċaw lura għall-kontenut għoli ta 'nikil tiegħu: immunità għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur (problema għall-istainless steel 300-serje fl-ewwel ġeneraturi tal-fwar), proprjetajiet mekkaniċi b'temperatura elevata- qawwija, u reżistenza għall-proprjetajiet mekkaniċi ta' temperatura għolja u qawwija u reżistenza għall-ilma kawstiku u fosfat użat fuq il-ġenb tas-sekondarja. Il-mod ta' falliment li ħarġet aktar tard - PWSCC - huwa fenomenu tal-ilma primarju-ġenb-purità-, mhux problema ta' klorur jew ta' korrużjoni ġenerali, u għalhekk ma kienx previst mill-ittestjar tal-kwalifika bikrija.

Mod utli biex tifhem il-kompromess-: Inconel 600 ġie ottimizzat għal-saħħa ta' temperatura għolja, reżistenza għall-ossidazzjoni, u immunità tal-klorur - kollha rregolati mil-livell għoli ħafna ta' nikil tiegħu. Dak li ma kienx ottimizzat għalih kien-reżistenza għall-qsim għal żmien twil f'ilma primarju idroġenat, sħun, ta'-purità għolja. Dak it-tieni rekwiżit sar biss il-mutur tad-disinn dominanti wara li deher il-qsim tal-kamp, ​​u huwa rregolat minn kontenut ta 'kromju - l-element Inconel 600 għandu l-inqas fost il-familja tiegħu.

Inconel 600 Proprjetajiet Mekkaniċi u Fiżiċi

Inconel 600 fil-kondizzjoni ittemprat jipprovdi bejn wieħed u ieħor 550 MPa (80 ksi) saħħa tat-tensjoni minima, 240 MPa (35 ksi) saħħa ta 'rendiment minimu, mill-inqas 30% elongazzjoni, u ebusija ta' madwar 184 HB massimu. Dawn huma valuri ta' saħħa moderati minn standards ta' superliga, iżda l-valur reali tal-liga huwa l-kombinazzjoni ta' saħħa b'duttilità, toughness, u reżistenza għall-korrużjoni fuq firxa wiesgħa ta' temperatura - proprjetajiet adattati sew għal tubi tal-ġeneratur tal-fwar b'ħitan-rqaq u għal komponenti strutturali-għoli.

[Sors] Speċjali Metalli Inconel 600 datasheet; ASTM B167, ASME SB-163, ASME SB-166.

Kif jaħdem Inconel 600 f'temperatura għolja?

Inconel 600 jirreżisti l-ossidazzjoni fl-arja sa madwar 1095 grad (2000 grad F) u jżomm saħħa utli għal bejn wieħed u ieħor 650-815 grad skont it-tagħbija u l-ħajja meħtieġa. Taħt madwar 540 grad huwa wkoll użabbli fit-tnaqqis jew atmosferi sulfidizing. Fil-ġeneraturi tal-fwar nukleari, madankollu, it-tieqa operattiva hija ħafna aktar baxxa - madwar 290-325 grad ilma primarju - u hija l-korrużjoni, mhux l-ossidazzjoni, li tirregola l-prestazzjoni hemmhekk.

Din id-distinzjoni hija importanti għall-għażla. Ir-reputazzjoni ta '"-temperatura għolja" ta' Inconel 600 ġejja primarjament mis-servizz tal-gass u tal-forn, fejn skala protettiva tal--ossidu tal-kromju (Cr₂O₃) iżżomm il-metall intatt. F'servizz ta 'l-ilma sħun dak l-istess film ta' ossidu huwa kkontestat mill-kimika ta 'l-ilma, l-istat ta' stress mekkaniku, u l-kundizzjoni metallurġika tal-konfini tal-qamħ - reġim kompletament differenti. Il-lezzjoni mill-esperjenza nukleari hija li liga tista' tkun pendenti f'servizz niexef b'temperatura għolja-u xorta tkun vulnerabbli f'servizz akweju b'temperatura għolja-, minħabba li l-mekkaniżmi li jirregolaw mhumiex l-istess.

Esperjenza ta' Servizz - Il-Mekkaniżmi ta' Degradazzjoni Li Bidlu l-Industrija

Il-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-ilma primarju (PWSCC) huwa mekkaniżmu ta 'qsim intergranulari li jseħħ meta tliet kundizzjonijiet iseħħu flimkien: stress tensili sostnut fil-ħajt tat-tubu (mill-manifattura, rolling fil-folja tat-tubu, jew liwi U-), mikrostruttura suxxettibbli, u espożizzjoni fit-tul għal ilma primarju sħun borated f'madwar 290{4}32. Il-liga 600 kienet l-aktar liga tal-ġeneratur tal-fwar suxxettibbli għal PWSCC minħabba li l-kromju ta '14-17% tagħha ma kienx biżżejjed biex iżżomm il-film passiv intatt u tevita t-tnaqqis tal-kromju fil-konfini tal-qamħ. Xquq jibdew u jikbru tul il-konfini tal-qamħ mill-wiċċ ta 'ġewwa 'l barra.

Il-PWSCC huwa perikoluż preċiżament għax huwa bil-mod u moħbi. Tubu jista 'jopera għal snin qabel ma tidher indikazzjoni ta' xquq li tista' titkejjel; sal-ħin li jiġi skopert mill-ittestjar tal-kurrent eddy, it-tubu huwa diġà kompromess. L-industrija qatt ma trattat dan bħala żball ta 'disinn f'daqqa - kien akkumulazzjoni bil-mod ta' data fuq il-post li, matul is-snin sebgħin u tmeninijiet, żvelat qsim fi frazzjoni kbira ta 'ġeneraturi tal-fwar PWR li joperaw u utilitajiet sfurzati fi programmi ta' ġestjoni u sostituzzjoni għaljin.

• Il-postijiet ta' tħassib-primarji tal-PWSCC fil-ġeneraturi tal-fwar Alloy 600 kienu:
• Transizzjoni ta' espansjoni tat-tubu-għa-folja tat-tubu - stress residwu għoli mill-irrumblar/espansjoni.
• U-reġjun tal-liwja - stress residwu għoli mill-liwi kiesaħ, speċjalment ir-raġġi l-aktar stretti.
• Postijiet dent u ding fejn ħsara mekkanika qajmet stress lokali.
• Iwweldja ż-żoni milquta tas-sħana-tubu-ma-folja tat-tubi u ġonot oħra.

Liema Mekkaniżmi Oħra ta' Degradazzjoni Affettwaw Tubi ta' Alloy 600?

Lil hinn minn PWSCC, it-tubi tal-ġeneratur tal-fwar ta' Alloy 600 sofrew degradazzjoni sekondarja tal-ġenb - barra-dijametru ta' qsim tal-korrużjoni tal-istress (ODSCC), attakk intergranulari (IGA), SCC kawstiku, SCC indott taċ-ċomb (PbSCC), denting, pitting/wear {5}indott, u fluss indott. Dawn huma mmexxija mill-kimika tal-ilma tal-ġenb sekondarju-, l-akkumulazzjoni tal-ħama, u l-kundizzjonijiet tal-qsim fil-pjanċi ta' appoġġ tat-tubi - mhux min-naħa primarja. Flimkien ma 'PWSCC huma għamlu Alloy 600 l-aktar materjal immexxi b'mod attiv fil-flotta tal-ġeneraturi tal-fwar.

[Sors] Linji Gwida għall-Eżami tal-Ġeneratur tal-Fwar PWR NRC/EPRI; Dockets tal-NRC dwar id-degradazzjoni tal-Liga 600 u s-sostituzzjoni tal-ġeneratur tal-fwar.

Kemm Kien Ħażin ir-Rekord tal-Qasam - u X'kienet ir-Reazzjoni?

Sas-snin 90, il-qsim tal-ilma primarju-kien instab fi frazzjoni kbira ta' ġeneraturi tal-fwar PWR li joperaw, u l-utilitajiet iffaċċjaw programmi ta' sostituzzjoni għexieren ta' snin qabel l-iskeda. Ir-rispons immedjat kien it-twaħħil u l-kmiem tat-tubi - it-teħid barra mis-servizz tat-tubi bil-ħsara jew it-tiswija tagħhom bi kmiem iwweldjati. Ir-rispons fit-tul-kien it-tubing mill-ġdid jew is-sostituzzjoni ta' ġeneraturi tal-fwar sħaħ b'tubi Alloy 690 ittrattati termalment. Sleeving xtara ħin iżda żiedet restrizzjoni tal-fluss u piż ta 'spezzjoni, u tubi pplaggjati biżżejjed inaqqsu l-kapaċità tat-trasferiment tas-sħana ta' ġeneratur-il-limiti ekonomiċi tal-passat.

L-ittestjar tal-laboratorju aċċellerat ikkwantifika d-distakk bejn il-kundizzjonijiet tal-liga u ta lill-industrija l-kunfidenza biex tagħmel il-bidla. Fi programm wieħed ikkwotat b'mod wiesa 'fuq kampjuni ta' u-liwja inversa mgħobbija b'mod statiku f'ilma primarju ta' 680 grad F (360 grad), il-qsim deher f'madwar 300 siegħa għal mitħna -Ttemprat Alloy 600 u madwar 800 siegħa għal Alloy ittrattat termalment 600 -imkien ma ġiex ittrattat b'mod sħiħ 12,000 siegħa.

F'testijiet ta 'tensjoni statika ta' 680 grad F, mitħna-ittemprat 600 kkrekkjat fi żmien madwar 2,900 siegħa, filwaqt li ttrattati termaliment 690 ma wrew l-ebda qsim wara 7,000 siegħa. Fl-ittestjar tal-fwar aċċellerat ta '760 grad F, mitħna-ittemprat 600 kkrekkjat fi żmien madwar 1,000 siegħa, filwaqt li ttrattati termalment 690 ma wrew l-ebda qsim wara 6,000 siegħa.

[Sors] Riċerka EPRI miġbura fil-qosor fis-sottomissjonijiet ta 'liċenzjar NRC għal ġeneraturi tal-fwar ta' sostituzzjoni (eż., South Texas Project Unit 1 RSG, Alloy 690 ittrattat termalment, disinn Westinghouse Delta 94).

Ir-riżultat prattiku: titjib tal-kundizzjoni ta' liga-bejn wieħed u ieħor ordni ta' kobor fir-reżistenza PWSCC (fattur ta 'titjib fuq 10 fl-ilma primarju) huwa għaliex Alloy 690 ittrattat termalment sar il-materjal ta' sostituzzjoni tar-rekord.

Mitħna-Ttemprat vs Inconel 600 Ittrattat Termalment

It-trattament termali (TT) huwa ċiklu tas-sħana kkontrollat ​​addizzjonali - madwar 700-725 grad għal 10-15-il siegħa - applikat wara l-pass normali tat-ttemprar tal-mitħna/soluzzjoni. Jippreċipita karburi M23C6 rikki tal-kromju tul il-konfini tal-qamħ f'Liga 690 (u karburi tat-tip M7C3-f'Liga 600), li jgħolli d-disponibbiltà tal-kromju tal-konfini tal-qamħ u jnaqqas iż-żona mnaqqsa mill-kromju li tippermetti qsim intergranulari. Mill-annealed (MA) Alloy 600 huwa t-temper li sofra l-aktar PWSCC fis-servizz; TT Alloy 600 huwa ferm aktar reżistenti iżda għadu mhux ekwivalenti għal TT Alloy 690.

Is-sekwenza tat-trattament-sħana hija importanti daqs il-kimika. Għal reżistenza SCC ottima, il-liga trid l-ewwel tkun soluzzjoni/mitħna ittemprat f'temperatura għolja biżżejjed biex tpoġġi l-karbonju kollu fis-soluzzjoni (għal Alloy 690, 'il fuq minn bejn wieħed u ieħor 1940 grad F / 1060 grad), imbagħad ittrattata termalment biex tippreċipita karburi fil-konfini tal-qamħ. Ir-reżistenza hija l-akbar meta l-konfini tal-qamħ huma popolati b'mod dens b'karburi u l-matriċi ma tkunx sensitizzata. Din hija r-raġuni għaliex it-tubi tal-ġeneratur tal-fwar huma fornuti b'kundizzjoni speċifika ta' trattament tas-sħana-, mhux biss kimika.

[Sors] Dokumenti tal-liċenzjar tal-NRC; Proċedimenti tal-Workshop tal-EPRI dwar Alloy 690 ittrattat termalment; Kai et al., Inġinerija Nukleari u Disinn 144 (1993).

Għaliex it-Trattament Termali ma jsalvax bis-sħiħ il-liga 600?

It-trattament termali jtejjeb il-Liga 600 iżda ma jistax jagħmilha ekwivalenti għal-Liga 690, minħabba li ż-żewġ ligi huma differenti fil-kontenut tal-kromju - il-varjabbli fundamentali. It-titjib mill-preċipitazzjoni tal-karbur huwa reali (bejn wieħed u ieħor 2-3x f'testijiet aċċellerati), iżda b'14-17% kromju biss il-liga għad għandha ftit wisq riżerva ta 'kromju biex iżżomm il-konfini tal-qamħ protetti matul għexieren ta' snin fl-ilma primarju. Il-liga 690 tibda bi kważi d-doppju tal-kromju, għalhekk il-konfini tal-qamħ tagħha jibqgħu protetti anki qabel it-trattament termali, u l-pass TT imbagħad iwessa 'dak il-marġni aktar.

Din hija l-lezzjoni metallurġika ċentrali tal-istorja Inconel 600: il-kontrolli tal-mikrostruttura jistgħu jtejbu l-prestazzjoni ta 'liga b'fattur ta' ftit, iżda t-tibdil tal-kimika fundamentali tal-liga jista 'jbiddel il-mod ta' falliment innifsu. Biex timxi minn "qsim maniġġabbli" għal "l-ebda fallimenti PWSCC ikkonfermati," l-industrija kellha tbiddel il-liga, mhux biss it-trattament tas-sħana.

Inconel 600 vs 690 vs 800NG

Tliet ligi jiddefinixxu l-istorja tat-tubi tal-ġeneratur tal-fwar. Alloy 600 (N06600) kien it-tubi PWR oriġinali iżda falla minn PWSCC u ġie rtirat minn SCC-dazju nukleari kritiku ġdid. Il-liga 690 (N06690) irdoppja l-kromju għal 27-31% u issa hija l-istandard globali f'forma ttrattata termalment, mingħajr ebda ħsarat fit-tubi PWSCC ikkonfermati fis-servizz. Il-liga 800NG (N08800) hija t-triq alternattiva, standardizzata minn Siemens/KWU PWRs u disinji CANDU, bl-użu ta' titanju-għal-proporzjon ikkontrollat ​​tal-karbonju minflok kromju għoli biex jirreżisti attakk intergranulari. L-għażla fosthom hija stabbilita bid-disinn tar-reattur, il-kimika sekondarja, u d-dejta operattiva akkumulata - mhux b'numru ta 'prestazzjoni wieħed.

[Sors] ASTM B167/B163/B407/B408; ASME SB-163; Letteratura tal-materjal tal-ġeneratur tal-fwar EPRI u NRC.

Liema Liga Għandek Tispeċifika għal Tubi tal-Ġeneratur tal-Fwar?

Għal tubi tal-ġeneratur tal-fwar PWR ġodda jew ta' sostituzzjoni, speċifika Alloy 690 ittrattat termalment (UNS N06690). Huwa l-istandard globali, għandu l-aktar rekord PWSCC b'saħħtu, u huwa appoġġjat minn għexieren ta 'snin ta' dejta ta 'kwalifika. Il-liga 800NG hija l-għażla korretta għad-disinji tar-reatturi KWU/Siemens u CANDU li standardizzaw fuqha, fejn il-bilanċ tal-ħadid-nikil-kromju tiegħu jaqbel mal-kimika sekondarja ta 'dawk l-impjanti. Il-liga 600 m'għandhiex tkun speċifikata għal tubi nukleari kritiċi SCC-ġodda; jibqa' xieraq għal servizz mhux-nukleari ta'-temperatura għolja u għal komponenti ta' impjant legacy ġestiti taħt programm ta' ġestjoni ta'-tiqdim approvat.

Għal impjanti eżistenti b'tubi Alloy 600, id-deċiżjoni hija waħda taċ-ċiklu tal-ħajja: kompli l-ispezzjoni msaħħa (ittestjar tal-kurrent eddy) flimkien ma 'plugging/sleeving, jew tippjana sostituzzjoni tal-ġeneratur tal-fwar b'690TT. Il-kompromess-huwa piż ta' spezzjoni, restrizzjoni tal-fluss minn tubi pplaggjati, u ħin ta' qtugħ kontra l-ispiża kapitali tas-sostituzzjoni. Ħafna mill-utilitajiet eventwalment ikkonkludew li s-sostituzzjoni b'Alloy 690TT kienet l-unika triq dejjiema.

Regoli Prattiċi tal-Għażla - Tqabbil tal-Liga mad-Dazju

Il-Ħames Regoli għall-Għażla ta' Alloy 600 vs 690

• Regola 1Is the failure mode PWSCC in hot (>290 grad ) ilma primarju ta' purità għolja-? - Jekk IVA, speċifika Alloy 690TT. Huwa l-istandard globali b'fattur ta 'titjib ta' aktar minn 10 fl-ilma primarju u l-ebda ħsarat fit-tubi PWSCC ikkonfermati.
• Regola 2Ir-reattur huwa disinn KWU/Siemens PWR jew CANDU (AECL)? - Jekk IVA, Alloy 800NG (Ti/C akbar minn jew ugwali għal 12:1) hija l-għażla tad-disinn-standardizzata u hija appoġġjata bis-sħiħ mir-rekord operattiv ta' dik il-flotta.
• Regola 3Id-dazju mhux-nukleari-ossidazzjoni f'temperatura għolja, karburizzazzjoni, jew servizz kawstiku? - Jekk IVA, Inconel 600 huwa kwalifikat bis-sħiħ, aktar ekonomiku, u m'hemm l-ebda penali tal-PWSCC.
• Regola 4Huwa Alloy 600 ġeneratur tal-fwar eżistenti? - Immaniġġjaha bi spezzjoni mtejba tal-kurrent eddy, plagg, u sleeving; pjan għas-sostituzzjoni ta' 690TT meta l-kapaċità ta' trasferiment tas-sħana-jew id-disponibbiltà ssir limitanti.
• Regola 5Qed tispeċifika kundizzjoni ta'-trattament tas-sħana? - Dejjem speċifikaha b'mod espliċitu (mitħna-ittemprat vs ittrattat termalment). Il-prestazzjoni tal-PWSCC tiddependi fuq il-kundizzjoni daqskemm fuq il-kimika; TT 690 mhuwiex l-istess prodott bħal MA 690.

Kontroll tal-Kobalt u Doża ta' Radjazzjoni

Fis-servizz nukleari, l-għażla tal-materjal mhix biss dwar il-qsim - hija wkoll dwar il-kontroll tal-kamp tar-radjazzjoni. Kobalt-59, impurità traċċa naturali, jittrasmuta taħt fluss tan-newtroni għal kobalt-60, emettitur gamma qawwi li jiddomina d-doża tal-persunal waqt qtugħ ta' manutenzjoni. Il-gradi nukleari tal-liga 690 għalhekk jilqgħu l-kobalt f'livelli baxxi ħafna (Inqas minn jew ugwali għal 0.10%, ħafna drabi Inqas minn jew ugwali għal 0.05% jew 0.02%), u Alloy 690 jirrilaxxa inqas joni tal-metall fil-likwidu li jkessaħ tar-reattur minn Alloy 600, u jnaqqas il-bini tal-prodott tal-korrużjoni attivat.

Huwa għalhekk li l-ispeċifikazzjonijiet moderni tat-tubi tal-ġeneratur tal-fwar jillimitaw sewwa l-kobalt, il-boron u l-elementi residwi, u għaliex it-titjib fid-doża tar-radjazzjoni huwa ttrattat bħala benefiċċju tal-għażla materjali flimkien mar-reżistenza SCC. Għal utilità, prodotti ta 'korrużjoni attivati ​​aktar baxxi jfissru doża ta' qtugħ aktar baxxa - sigurtà diretta u benefiċċju ta 'spejjeż li jikkomponu tul il-ħajja tal-impjant. Meta tispeċifika tubi ta' grad nukleari-, ikkonferma l-limiti tal-kobalt u tal-boron fuq ir-rapport tat-test tal-materjal, mhux biss il-kimika bażi.

Mistoqsijiet Frekwenti

Q: Għaliex intgħażel Inconel 600 għal tubi tal-ġeneratur tal-fwar nukleari?

A: Inconel 600 ġie magħżul fis-snin 60 -70s minħabba li l-kontenut għoli ta 'nikil tiegħu (72% min) jagħmilha immuni għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur, għandu saħħa qawwija ta' -temperatura għolja u reżistenza għall-ossidazzjoni, u rreżistiet il-kawstiku u l-fosfat sekondarju{7}}kimiċi użati fil-ġenb. Kien aktar reżistenti għall-korrużjoni-mill-istainless steel awstenitiku li ssostitwixxa. Id-dgħjufija aktar tard tagħha - PWSCC - ma kinitx evidenti sakemm akkumulaw għexieren ta' snin ta' dejta tas-servizz.

Q: X'inhu PWSCC u għaliex jaffettwa Alloy 600?

A: PWSCC (ikkrekkjar tal-korrużjoni tal-istress tal-ilma primarju) huwa mekkaniżmu ta 'qsim intergranulari f'ilma primarju borat ta' purità għolja -bejn wieħed u ieħor 290-325 grad. Jeħtieġ tliet kundizzjonijiet simultanji: stress tensili sostnut, mikrostruttura suxxettibbli, u espożizzjoni fit-tul għall-ilma primarju sħun. Il-liga 600 hija vulnerabbli minħabba li l-kromju relattivament baxx tagħha (14-17%) jippermetti li l-film protettiv tal-ossidu jkisser lokalment u t-tnaqqis tal-kromju fil-konfini tal-qamħ iħalli xquq intergranulari jibdew u jikbru.

Q: X'inhi d-differenza bejn mitħna-ittemprat (MA) u ttrattat termalment (TT) Alloy 600?

A: Mill-ittemprat (MA) Alloy 600 hija soluzzjoni-ittemprat f'madwar 900-1000 grad u hija t-temper li sofra l-aktar PWSCC fis-servizz. Il-Liga 600 ittrattata termalment (TT) tikseb trattament tas-sħana addizzjonali f'madwar 700-725 grad għal 10-15-il siegħa li jippreċipita karburi tal-kromju tul il-konfini tal-qamħ; dan in-netwerk tal-karbur ikkontrollat ​​itejjeb ir-reżistenza PWSCC (bejn wieħed u ieħor 2-3x kontra MA 600 f'testijiet aċċellerati) iżda ma jagħmilhiex ekwivalenti għal Alloy 690TT.

Q: Għaliex l-industrija nukleari qalbet minn Alloy 600 għal Alloy 690?

A: PWSCC mifruxa f'mitħna-tubi ttemprati Alloy 600 sfurzat li jiswew ipplaggjar, kmiem, u sostituzzjoni prematura tal-ġeneratur tal-fwar. Liga 690 (UNS N06690) bejn wieħed u ieħor tirdoppja l-kromju għal 27-31%, li jistabbilizza l-film passiv u jgħolli r-reżistenza PWSCC b'fattur ta 'titjib ta' aktar minn 10 fl-ilma primarju. F'forma ttrattata termalment, kważi l-ġeneraturi kollha tal-fwar ta 'sostituzzjoni u ta' bini ġdid mill-aħħar tas-snin tmenin jużaw Alloy 690TT, mingħajr fallimenti tat-tubi PWSCC ikkonfermati sal-lum.

Q: Inconel 600 għadu jintuża kullimkien illum?

A: Iva. Inconel 600 jibqa' użat ħafna f'servizz ta' temperatura għolja mhux-nukleari- fejn jeċċella l-kontenut għoli ta' nikil tiegħu: muffles tal-forn, storti, tubi radjanti, u tagħmir tat-trattament tas-sħana-b'reżistenza għall-ossidazzjoni għal madwar 1095 grad (2000 grad F), atmosfera karburika, proċessar kimiċi u kautriding, produzzjoni nikawtritika u kawtritika komponenti tat-turbini-gass. Huwa kwalifikat bis-sħiħ għal dawk id-dmirijiet u ekonomiku fejn SCC akweju ta'-temperatura għolja mhuwiex il-mod ta' falliment li jirregola.

Q: Liegi oħra jikkompetu ma 'Inconel 600 għal tubi tal-ġeneratur tal-fwar?

A: It-tliet ligi prinċipali tat-tubi tal-ġeneratur tal-fwar huma Alloy 600 (N06600), Alloy 690 (N06690), u Alloy 800 (N08800) fi grad nukleari (800NG). Alloy 690TT huwa l-istandard globali modern minħabba reżistenza PWSCC superjuri. Liga 800NG, bi proporzjon ikkontrollat ​​tat-titanju-għall--karbonju ta' mill-inqas 12:1, ġiet standardizzata minn Siemens/KWU PWRs fil-Ġermanja u minn aktar tard minn reatturi ta' ilma tqil taħt pressjoni CANDU mibnija għal disinji AECL - li jipprova li r-reżistenza PWSCC tista' tinkiseb b'aktar minn rotta metallurġika waħda.

Q: Kif nivverifika tubi Inconel 600 jew 690 ta' grad nukleari?

A: Iċċekkja r-rapport tat-test tal-materjal (MTC, EN 10204 3.1 jew 3.2, jew ċertifikazzjoni ASME SB{-163): għandu jiddikjara d-denominazzjoni UNS (N06600, N06690, jew N08800), il-kompożizzjoni kimika inklużi l-limiti kkontrollati tal-kobalt u tal-boron, is-sħana-trattament -qmuħ ikkundizzjonat {{8}qmuħ), ittrattat b'mod ikkondizzjonat proprjetajiet mekkaniċi, u r-riżultati ta 'eżami mhux distruttiv (eddy current u ittestjar ultrasoniku). L-ispeċifikazzjonijiet nukleari jeħtieġu wkoll traċċabilità sħiħa u kriterji ta' difetti li jirrifjutaw il-ħoġor, il-ħjatat, il-marki tal-ġbid, ix-xquq u l-inklużjonijiet.

Q: Alloy 690 ittrattat termalment jista 'jixxaqqaq?

A: Alloy 690 ittrattat termalment għandu rekord tal-kamp eċċellenti, iżda mhuwiex assolutament immuni. Il-weldjaturi tal-Liga 690 b'metalli tal-mili tal-Liga 52/152 jistgħu jkunu suxxettibbli għal PWSCC taħt stress residwu għoli jew difetti tal-weldjatura, u r-riċerka tal-ODSCC sekondarji-tkompli f'diversi pajjiżi. Il-konklużjoni korretta hija li 690TT twessa' bil-kbir il-marġni ta' sikurezza u elimina lill-PWSCC bħala l-flotta dominanti-mod ta' falliment wiesa' għat-tubi innifsu - iżda l-fabbrikazzjoni soda, il-kontroll tal--stress residwu, u l-kontroll tal-kimika tal--ilma jibqgħu essenzjali.