Inconel 600 ydinvoimassa: höyrygeneraattorin putken materiaalin valinta ja huoltokokemus

Jokaisen painevesireaktorin (PWR) höyrystimen sisällä on tuhansia ohuita -seinämäisiä putkia -, tyypillinen suuri yksikkö sisältää yli 7 000 U-putkea. Jokainen putki on paineraja, joka erottaa radioaktiivisen primäärijäähdytysaineen ei--radioaktiivisesta höyrystä, ja koko nippu muodostaa reaktorijärjestelmän suurimman lämmönsiirtopinnan. Näille putkille valittu materiaali määrittää, toimiiko laitos luotettavasti 40-60 vuotta vai onko höyrygeneraattori vaihdettava ennenaikaisesti useiden -miljoonien dollareiden arvosta.

Noin kahden vuosikymmenen ajan se materiaali oliInconel 600 (UNS N06600). Se oli järkevä valinta: sen korkea nikkelipitoisuus (vähintään 72 %) teki siitä immuuni kloridijännityskorroosiohalkeilulle, sillä oli vahva korkean -lämpötilojen kestävyys ja hapettumisenkestävyys, ja se ylitti austeniittiset ruostumattomat teräkset, joita käytettiin varhaisissa höyrynkehittimissä. Sitten kenttätiedot kertoivat toisenlaisen tarinan. Putket alkoivat halkeilla sisältä ulospäin, ja mekanismista - primäärinen vesistressikorroosiohalkeilu (PWSCC) - tuli yksi kaupallisen ydinhistorian merkittävimmistä materiaalioppitunneista, mikä lopulta ajoi teollisuuden metalliseokseen 690.

Inconel 600 on erinomainen korkean -lämpötilojen metalliseos, jonka yksi kriittinen heikkous - PWSCC kuumassa, erittäin{3}}puhtaassa primäärivedessä - kuvastaa sen suhteellisen alhaista kromipitoisuutta (14-17 %). Uusissa ydinhöyrykehittimissä Alloy 690TT (27-31 % Cr) on nyt maailmanlaajuinen standardi, koska se karkeasti kaksinkertaistaa kromipitoisuuden ja nostaa PWSCC-kestävyyttä yli 10:n parannuskertoimella. Inconel 600 on kuitenkin edelleen täysin pätevä ja sitä käytetään laajalti ei--ydinlämpötiloissa}{{{140} {5} kemiallinen ja lämpökäsittelypalvelu - jossa PWSCC ei ole hallitseva vikatila. Niiden välillä valittaessa on kysymys lejeeringin sovittamisesta todelliseen korroosiomekanismiin.

Mikä Inconel 600 on ja miksi se valittiin?

Inconel 600 on nikkeli-kromi-rautakiinteä--liuosseos, jossa on vähintään 72 % nikkeliä ja 14-17 % kromia. Erittäin korkea nikkelipitoisuus on suunnittelun tärkein ominaisuus: nikkelimatriisit ovat immuuneja kloridijännityskorroosiohalkeilulle eivätkä vedy-haurastu samalla tavalla kuin ferriittiset teräkset. Kromi tarjoaa hapettumisen ja korkeiden lämpötilojen korroosionkestävyyden. Tämä yhdistelmä teki 600:sta loogisen päivityksen austeniittisista ruostumattomista teräksistä, kun PWR-höyrygeneraattoreita suunniteltiin 1960-luvun lopulla ja 1970-luvulla.

Inconel 600 ei ole saostus-karkaistu metalliseos - se on kiinteä-liuos-vahvistettu, pinta-keskitetty-kuutiomateriaali, joka pysyy sitkeänä ja sitkeänä erittäin laajalla lämpötila-alueella kryogeenisistä olosuhteista korkeaan hapetuslämpötilaan.{7} Se on helppo valmistaa ohutseinämäisiksi saumattomiksi letkuiksi, hitsattu ilman jälki{10}}hitsauksen lämpökäsittelyä, ja se kestää hiiltymistä, nitridointia ja hapettavaa ilmakehää noin 1095 asteeseen (2000 astetta F asti). Nämä ominaisuudet selittävät, miksi sitä ei käytetä pelkästään reaktoriputkien, vaan myös uunin sisäosien, lämpökäsittelylaitteiden ja kemiallisten prosessien laitteistoihin.

[Lähde] ASTM B167 / ASME SB-163 (saumaton Inconel 600 -putki); ASME SB-166 (tanko/tanko).

Miksi nikkelipitoisuus oli tärkeä ydinsuunnittelijoille

Suunnittelijat valitsivat Inconel 600:n kolmesta syystä, jotka kaikki juontavat juurensa sen korkeaan nikkelipitoisuuteen: kestävyys kloridijännityskorroosiohalkeilua vastaan ​​(ongelma 300{2}}-sarjan ruostumattomissa teräksissä aikaisimmissa höyrynkehittimissä), vahvat kohotettujen -lämpötilojen mekaaniset ominaisuudet ja kestävyys sekundaarisen veden emäksiselle ja kemosfaattiselle puolelle. Myöhemmin ilmennyt vikatila - PWSCC - on ensisijainen-puolen, korkean-puhtauden-vesiilmiö, ei kloridi- tai yleinen korroosio-ongelma, minkä vuoksi sitä ei ennustettu varhaisessa pätevyystestauksessa.

Hyödyllinen tapa ymmärtää vaihto-: Inconel 600 on optimoitu korkean-lämpötilalujuuden, hapettumisenkestävyyden ja kloridinsietokyvyn - vuoksi, mikä johtuu sen erittäin korkeasta nikkelipitoisuudesta. Sitä ei optimoitu pitkäkestoinen-halkeamien kesto kuumassa, erittäin-puhtaassa hydratussa primäärivedessä. Tästä toisesta vaatimuksesta tuli hallitseva suunnittelutekijä vasta kenttähalkeilun ilmestymisen jälkeen, ja sitä hallitsee kromipitoisuus - elementti, joka Inconel 600:ssa on vähiten.

Inconel 600 mekaaniset ja fyysiset ominaisuudet

Inconel 600 hehkutetussa tilassa tarjoaa noin 550 MPa (80 ksi) minimivetolujuuden, 240 MPa (35 ksi) minimimyötölujuuden, vähintään 30 % venymän ja kovuuden noin 184 HB maksimi. Nämä ovat superseosstandardien mukaan kohtalaisia ​​lujuusarvoja, mutta lejeeringin todellinen arvo on lujuuden, sitkeyden, sitkeyden ja korroosionkestävyyden yhdistelmä laajalla lämpötila-alueella -, jotka sopivat hyvin ohutseinäisille-höyrystimen putkille ja korkeiden{10}}lämpötilojen rakenneosille.

[Lähde] Special Metals Inconel 600 -tietolehti; ASTM B167, ASME SB-163, ASME SB-166.

Kuinka Inconel 600 toimii korkeassa lämpötilassa?

Inconel 600 kestää hapettumista ilmassa noin 1095 asteeseen (2000 astetta F) asti ja säilyttää käyttökelpoisen lujuuden noin 650-815 asteessa vaaditusta kuormituksesta ja käyttöiästä riippuen. Noin 540 asteen alapuolella sitä voidaan käyttää myös pelkistävissä tai sulfidoivassa ilmakehässä. Ydinhöyrykehittimissä toimintaikkuna on kuitenkin paljon pienempi - noin 290-325 asteen primäärivesi - ja siellä suorituskykyä hallitsee korroosio, ei hapettuminen.

Tällä erottelulla on merkitystä valinnan kannalta. Inconel 600:n "korkean -lämpötilojen" maine tulee ensisijaisesti kaasu- ja uunipalveluista, joissa suojaava kromi-oksidi (Cr₂O₃) -asteikko pitää metallin ehjänä. Kuumavesikäytössä sama oksidikalvo haastaa veden kemian, mekaanisen jännityksen tilan ja raerajojen metallurgisen tilan - täysin erilainen järjestelmä. Ydinvoimakokemuksen opetus on, että metalliseos voi olla erinomainen korkean-lämpötilojen kuivakäytössä ja silti olla haavoittuva korkean-lämpötilojen vesipitoisessa käytössä, koska ohjausmekanismit eivät ole samat.

Palvelukokemus - Alan heikkenemismekanismit, jotka muuttivat alaa

Primaarinen vesijännityskorroosiohalkeilu (PWSCC) on rakeiden välinen halkeilumekanismi, joka syntyy, kun kolme ehtoa esiintyy yhdessä: putken seinämän jatkuva vetojännitys (valmistuksesta, putken levyyn rullaamisesta tai U{0}}taivutuksesta), herkkä mikrorakenne ja pitkä altistuminen kuumalle booratulle primäärivedelle noin 290 {{4} asteessa. Alloy 600 oli PWSCC:lle herkin höyrygeneraattoriseos, koska sen 14–17 % kromi ei riittänyt pitämään passiivikalvoa ehjänä ja välttämään kromin ehtymistä raerajoilla. Halkeamat alkavat ja kasvavat rakeiden rajoja pitkin sisäpinnasta ulospäin.

PWSCC on vaarallinen juuri siksi, että se on hidas ja piilotettu. Putki voi toimia vuosia ennen kuin mitattavissa oleva halkeama ilmaantuu; kun se havaitaan pyörrevirtatestillä, putki on jo vaarassa. Teollisuus ei koskaan käsitellyt tätä äkillisenä suunnitteluvirheenä - se oli hidas kenttätietojen kerääntyminen, joka 1970- ja 1980-luvuilla paljasti murtuneen suuressa osassa toimivista PWR-höyrygeneraattoreista ja pakotti laitokset kalliisiin hallinta- ja korvausohjelmiin.

• Aloy 600 -höyrygeneraattoreiden ensisijaiset -puoleiset PWSCC-paikat olivat:
• Putken-to-putken laajenemissiirtymä - suuri jäännösjännitys valssauksesta/laajenemisesta.
• U-taivutusalue - suuri jäännösjännitys kylmätaivuttamisesta, erityisesti tiukimmissa säteissä.
• Kolhu- ja kolhupaikat, joissa mekaaniset vauriot lisäsivät paikallista rasitusta.
• Hitsaa lämpö{0}}putken alueet-putken levyihin-ja muut liitokset.

Mitkä muut hajoamismekanismit vaikuttivat 600-metalliseosputkiin?

PWSCC:n lisäksi Alloy 600 -höyrygeneraattoriputket kärsivät toissijaisesta-sivuhajoamisesta - ulkohalkaisijan jännityskorroosiohalkeilusta (ODSCC), rakeidenvälisestä hyökkäyksestä (IGA), emäksestä SCC:stä, lyijy-indusoidusta SCC:stä (PbSCC), kolhuista-, valumista{{5}. Näitä ohjaavat toissijainen-vesikemia, lietteen kerääntyminen ja rakoolosuhteet putken tukilevyissä -, eivät primääripuoli. Yhdessä PWSCC:n kanssa he tekivät Alloy 600:sta höyrygeneraattorikannan aktiivisimmin hallitun materiaalin.

[Lähde] NRC/EPRI PWR -höyrygeneraattorin tutkimusohjeet; NRC kiinnittää Alloy 600:n hajoamisen ja höyrygeneraattorin vaihdon.

Kuinka huono oli kenttätietue - ja mikä oli vastaus?

1990-luvulle mennessä suuresta osasta käytössä olevista PWR-höyrygeneraattoreista oli löydetty primaarista-vesihalkeilua, ja laitokset joutuivat korvaamaan ohjelmia vuosikymmeniä aikataulua edellä. Välitön vastaus oli putken tukkiminen ja holkkiminen - vaurioituneiden putkien poistaminen käytöstä tai niiden korjaaminen hitsatuilla holkeilla. Pitkäaikainen vastaus oli letkujen uusiminen tai kokonaisten höyrynkehittimien korvaaminen lämpökäsitellyillä Alloy 690 -letkuilla. Lyhennetty ajankäyttö, mutta lisätty virtausrajoitus ja tarkastustaakka sekä riittävästi tulpattuja putkia vähentävät generaattorin lämmönsiirtokapasiteettia yli taloudellisten rajojen.

Nopeutettu laboratoriotestaus mittasi seosolosuhteiden välisen eron ja antoi teollisuudelle luottamusta muutokseen. Eräässä laajalti siteeratussa ohjelmassa staattisesti kuormitetuissa U-käänteisissä taivutusnäytteissä 680 astetta F (360 astetta) primäärivedessä halkeamia ilmeni noin 300 tunnissa mylly{5}}hehkutetussa metalliseoksessa 600 ja noin 800 tunnissa lämpökäsitellyssä metalliseoksessa 600 -, mutta sitä ei havaittu edes 0 tunnin lämpökäsitellyn 0 tunnin jälkeen.

680 asteen F staattisissa vetokokeissa mylly-hehkutettu 600 murtui noin 2 900 tunnissa, kun taas lämpökäsitelty 690 ei osoittanut halkeilua 7 000 tunnin jälkeen. 760 astetta F kiihdytetyssä höyrytestauksessa mylly-hehkutettu 600 murtui noin 1 000 tunnissa, kun taas lämpökäsitelty 690 ei osoittanut halkeilua 6 000 tunnin jälkeen.

[Lähde] EPRI-tutkimuksen yhteenveto korvaavien höyrygeneraattoreiden NRC-lisenssiehdotuksissa (esim. South Texas Project Unit 1 RSG, lämpökäsitelty Alloy 690, Westinghouse Delta 94 design).

Käytännön tulos: seoksen kunnon päivitys, joka on noin suuruusluokkaa PWSCC-resistanssissa (parannuskerroin yli 10 primäärivedessä), on syy, miksi lämpökäsitellystä metalliseoksesta 690 tuli ennätyskorvausmateriaali.

Mill-hehkutettu vs. lämpökäsitelty Inconel 600

Lämpökäsittely (TT) on ylimääräinen kontrolloitu lämpökierto - noin 700-725 astetta 10-15 tunnin ajan - normaalin mylly/liuoshehkutusvaiheen jälkeen. Se saostaa kromi-rikkaat M23C6-karbidit raerajoille metalliseoksessa 690 (ja M7C3{15}}-tyypin karbideja metalliseoksessa 600), mikä lisää raerajakromin saatavuutta ja vähentää kromipitoisuutta, mikä mahdollistaa rakeiden välisen halkeilun. Mill-healed (MA) Alloy 600 on karkaistu, joka kärsi eniten PWSCC:stä käytössä; TT Alloy 600 on huomattavasti kestävämpi, mutta ei silti vastaa TT Alloy 690:tä.

Lämpökäsittelyn järjestyksellä- on yhtä paljon merkitystä kuin kemialla. Optimaalisen SCC-kestävyyden saavuttamiseksi seos on ensin liuos-/myllyhehkutettava riittävän korkeassa lämpötilassa, jotta kaikki hiili liukenee (seos 690:ssä yli noin 1940 astetta F / 1060 astetta), sitten lämpökäsiteltävä karbidien saostamiseksi raerajoilla. Resistanssi on suurin, kun raeraajat ovat tiheästi karbideja ja matriisia ei ole herkistynyt. Tästä syystä höyrynkehittimen letkut toimitetaan määrätyllä-lämpökäsittelyolosuhteilla, ei vain kemialla.

[Lähde] NRC-lisenssiasiakirjat; EPRI-työpajaprosessi lämpökäsitellystä metalliseoksesta 690; Kai et ai., Nuclear Engineering and Design 144 (1993).

Miksi lämpökäsittely ei pelasta Alloy 600:aa kokonaan?

Lämpökäsittely parantaa metalliseosta 600, mutta ei voi tehdä sitä vastaavaksi metalliseos 690:n kanssa, koska nämä kaksi metalliseosta eroavat kromipitoisuudesta - perusmuuttuja. Parannus karbidisaostuksesta on todellinen (noin 2-3x kiihdytetyissä testeissä), mutta vain 14-17 % kromia lejeeringillä on vielä liian vähän kromivarastoa, jotta raerajat säilyvät suojattuna vuosikymmeniä primäärivedessä. Alloy 690 alkaa lähes kaksinkertaisella kromilla, joten sen raeraajat pysyvät suojattuna jo ennen lämpökäsittelyä, ja TT-vaihe leventää sitten marginaalia entisestään.

Tämä on Inconel 600:n tarinan keskeinen metallurginen oppitunti: mikrorakenteen ohjaukset voivat parantaa lejeeringin suorituskykyä muutaman kerran, mutta seoksen peruskemian muuttaminen voi muuttaa itse vikatilan. Siirtyäkseen "hallittavasta halkeilusta" "ei vahvistettuja PWSCC-vikoja" teollisuuden oli vaihdettava seos, ei vain lämpökäsittely.

Inconel 600 vs 690 vs 800NG

Kolme metalliseosta määrittelee höyrygeneraattorin letkujen historian. Alloy 600 (N06600) oli alkuperäinen PWR-letku, mutta PWSCC epäonnistui, ja se on poistettu uudesta SCC{3}}kriittisestä ydinasetehtävästä. Alloy 690 (N06690) kaksinkertaisti kromipitoisuuden 27{11}}31 %:iin ja on nyt maailmanlaajuinen standardi lämpökäsitellyssä muodossa, eikä käytössä ole vahvistettuja PWSCC-putkivikoja. Alloy 800NG (N08800) on Siemens/KWU PWR- ja CANDU-mallien standardoima vaihtoehtoinen polku, jossa käytetään kontrolloitua titaani{12}}-hiilisuhdetta korkean kromin sijaan estääkseen rakeiden välistä hyökkäystä. Valinnan niistä ratkaisee reaktorin suunnittelu, sekundaarinen kemia ja kertyneet käyttötiedot - ei yksittäinen suorituskykyluku.

[Lähde] ASTM B167/B163/B407/B408; ASME SB-163; EPRI- ja NRC-höyrygeneraattorien materiaalikirjallisuus.

Mikä seos sinun tulisi määrittää höyrygeneraattorin letkulle?

Määritä uutta tai korvattavaa PWR-höyrygeneraattorin letkua varten lämpökäsitelty metalliseos 690 (UNS N06690). Se on maailmanlaajuinen standardi, jolla on vahvin PWSCC-ennätys, ja sitä tukevat vuosikymmenten pätevyystiedot. Alloy 800NG on oikea valinta siihen standardoituihin KWU/Siemens- ja CANDU-reaktorirakenteisiin, joissa sen rauta-nikkeli-kromitasapaino vastaa näiden laitosten toissijaista kemiaa. Lejeerinkiä 600 ei pitäisi määrittää uusille SCC-kriittisille ydinputkille; se soveltuu edelleen muihin kuin-ydinvoiman korkean lämpötilan{11}}palveluihin ja vanhoihin laitoskomponentteihin, joita hallinnoidaan hyväksytyn vanhenemisen{12}}hallintaohjelman mukaisesti.

Olemassa olevien laitosten, joissa on Alloy 600 -letku, päätös on elinkaaren mukainen: jatka tehostettua tarkastusta (pyörrevirtatestaus) sekä tulppaa/holkkia tai suunnittele höyrygeneraattorin vaihtoa 690TT:llä. Kompromissi-on tarkastustaakka, tukkeutuneiden putkien aiheuttama virtausrajoitus ja katkosaika vaihdon pääomakustannuksia vastaan. Useimmat laitokset päättelivät lopulta, että vaihtaminen Alloy 690TT:hen oli ainoa kestävä tie.

Käytännön valintasäännöt - Seoksen sovittaminen tehtävään

Viisi sääntöä metalliseos 600 vs 690 valinnalle

• Sääntö 1Is the failure mode PWSCC in hot (>290 astetta) korkean-puhtauden primaarivesi? - Jos KYLLÄ, määritä Alloy 690TT. Se on maailmanlaajuinen standardi, jonka parannuskerroin on yli 10 primaarivedessä eikä vahvistettuja PWSCC-putkivikoja.
• Sääntö 2Onko reaktori KWU/Siemens PWR vai CANDU (AECL) -malli? - Jos KYLLÄ, Alloy 800NG (Ti/C suurempi tai yhtä suuri kuin 12:1) on suunnittelun-standardivalinta, ja kyseisen kaluston toimintahistoria tukee sitä täysin.
• Sääntö 3Onko velvollisuus ei--ydinvoiman korkean lämpötilan-hapetus, hiiletys tai emäshuolto? - Jos KYLLÄ, Inconel 600 on täysin pätevä, taloudellisempi, eikä PWSCC-rangaistusta ole.
• Sääntö 4Onko se olemassa oleva Alloy 600 -höyrystin? - Hallitse sitä tehostetulla pyörrevirtatarkastuksella, kytkennällä ja suojuksella; suunnittele 690 TT:n vaihtoa, kun lämmönsiirtokapasiteetti{3}}rajoittuu.
• Sääntö 5Määritätkö lämpökäsittelyn{0}}ehdon? - Määritä se aina tarkasti (mylly-hehkutettu vs. lämpökäsitelty). PWSCC:n suorituskyky riippuu yhtä paljon kunnosta kuin kemiasta; TT 690 ei ole sama tuote kuin MA 690.

Koboltin valvonta ja säteilyannos

Ydinpalveluissa materiaalivalinnalla ei ole kyse vain halkeilusta -, vaan myös säteilykentän hallinnasta. Koboltti-59, luonnollinen epäpuhtaus, muuttuu neutronivuon vaikutuksesta kobolttiksi-60, vahvaksi gammasäteilijäksi, joka hallitsee henkilöstön annosta huoltoseisokkien aikana. Alloy 690 ydinlaadut sulkevat siksi kobolttia hyvin alhaisina määrinä (vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,10 %, usein alle tai yhtä suuri kuin 0,05 % tai 0,02 %), ja Alloy 690 vapauttaa vähemmän metalli-ioneja reaktorin jäähdytysnesteeseen kuin Alloy 600, mikä vähentää aktivoituneiden korroosiotuotteiden kertymistä.

Tästä syystä nykyaikaiset höyrygeneraattorin letkuvaatimukset rajoittavat tiukasti kobolttia, booria ja jäännöselementtejä, ja siksi säteilyannoksen parantumista käsitellään materiaalin-valinnan etuna SCC-resistanssin rinnalla. Hyödyllisyydelle alhaisemmat aktivoidut korroosiotuotteet tarkoittavat pienempää seisonta-annosta - suoraa turvallisuus- ja kustannusetua, joka yhdistyy laitoksen käyttöiän aikana. Kun määrität ydinlaadun -putkia, varmista koboltti- ja boorirajat materiaalitestiraportista, ei vain peruskemiaa.

Usein kysytyt kysymykset

K: Miksi Inconel 600 valittiin ydinhöyrygeneraattorin putkiksi?

V: Inconel 600 valittiin 1960-luvulla{4}}70-luvulla, koska sen korkea nikkelipitoisuus (72 % min) tekee siitä immuuni kloridijännityskorroosiohalkeilulle, sillä on vahva korkean lämpötilan lujuus ja hapettumisenkestävyys ja se kesti emäksistä ja fosfaattia sekundäärikemian aikana. Se oli korroosionkestävämpi-kuin sen korvaamat austeniittiset ruostumattomat teräkset. Sen myöhempi heikkous - PWSCC - tuli ilmi vasta vuosikymmeniä kestäneen palveludatan keräämisen jälkeen.

K: Mikä on PWSCC ja miksi se vaikuttaa Alloy 600:een?

V: PWSCC (primary water stress corrosion cracking) on ​​rakeiden välinen halkeilumekanismi erittäin -puhtaassa boroidussa primäärivedessä noin 290–325 asteessa. Se vaatii kolmea samanaikaista olosuhdetta: jatkuva vetojännitys, herkkä mikrorakenne ja pitkä altistuminen kuumalle primäärivedelle. Alloy 600 on haavoittuvainen, koska sen suhteellisen alhainen kromipitoisuus (14-17 %) mahdollistaa suojaavan oksidikalvon hajoamisen paikallisesti ja kromin ehtyminen rakeiden rajoilla mahdollistaa rakeiden välisten halkeamien alkamisen ja kasvamisen.

K: Mitä eroa on mylly{0}}hehkutetulla (MA) ja lämpökäsitellyllä (TT) Alloy 600:lla?

V: Mill-hehkutettu (MA) Alloy 600 on liuos-hehkutettu noin 900-1000 asteessa, ja se on karkaistu, joka kärsi eniten PWSCC:stä käytössä. Lämpökäsitelty (TT) Alloy 600 saa lisälämpökäsittelyn noin 700-725 asteessa 10-15 tunnin ajan, mikä saostaa kromikarbideja raerajoja pitkin; tämä kontrolloitu kovametalliverkko parantaa PWSCC-vastusta (noin 2-3x verrattuna MA 600:aan kiihdytetyissä testeissä), mutta ei tee siitä vastaavaa Alloy 690TT:n kanssa.

K: Miksi ydinteollisuus vaihtoi metalliseoksesta 600 metalliseokseen 690?

V: Tehdas{0}}hehkutetuissa Alloy 600 -putkissa laajalle levinnyt PWSCC pakotti kalliin tukkimisen, suojuksen ja ennenaikaisen höyrygeneraattorin vaihdon. Alloy 690 (UNS N06690) karkeasti kaksinkertaistaa kromin 27-31 %:iin, mikä stabiloi passiivikalvon ja nostaa PWSCC-kestävyyttä parannuskertoimella, joka on yli 10 primäärivedessä. Lämpökäsitellyssä muodossa lähes kaikki korvaavat ja uudet höyrygeneraattorit 1980-luvun lopusta lähtien käyttävät Alloy 690TT:tä, eikä tähän mennessä ole vahvistettu PWSCC-putkivikoja.

K: Onko Inconel 600 käytössä vielä nykyään missään?

V: Kyllä. Inconel 600:aa käytetään edelleen laajalti ei--ydinvoimaloissa korkean lämpötilan-palveluissa, joissa sen korkea nikkelipitoisuus on erinomainen: uunin muhvelit, retortit, säteilyputket ja lämpö-käsittelylaitteet, joiden hapettumiskestävyys on noin 1095 astetta (2000 astetta F ), kemiallinen nikkeli- ja polttokemiallinen käsittely. emäksisten aineiden tuotantoa ja kaasuturbiinien{7}}komponentteja. Se on täysin pätevä niihin tehtäviin ja taloudellinen, kun korkean lämpötilan vesipitoinen SCC ei ole hallitseva vikatila.

K: Mitkä muut seokset kilpailevat Inconel 600:n kanssa höyrystimen letkuista?

V: Kolme tärkeintä höyrynkehittimen putkiseosta ovat Alloy 600 (N06600), Alloy 690 (N06690) ja Alloy 800 (N08800) ydinlaadussa (800 NG). Alloy 690TT on moderni maailmanlaajuinen standardi erinomaisen PWSCC-kestävyyden ansiosta. Siemens/KWU PWR:t Saksassa ja myöhemmät CANDU:n paineistetut raskasvesireaktorit, jotka rakennettiin AECL-suunnitelmien mukaan, standardoivat metalliseos 800NG:n, jonka kontrolloitu titaani-/-hiilisuhde on vähintään 12:1, mikä todistaa, että PWSCC-vastus voidaan saavuttaa useammalla metallireitillä kuin yhdellä reitillä.

K: Kuinka varmistan ydin-luokan Inconel 600- tai 690-letkun?

V: Tarkista materiaalitestiraportti (MTC, EN 10204 3.1 tai 3.2 tai ASME SB-163-sertifiointi): siinä on mainittava UNS-nimitys (N06600, N06690 tai N08800), kemiallinen koostumus, mukaan lukien valvotut koboltti- ja boorirajat, lämpö{7}}käsitellyn lämpökäsittelyn olosuhteet, koko, mekaaniset ominaisuudet ja ainetta rikkomattomat tutkimustulokset (pyörrevirta- ja ultraäänitestaus). Ydinspesifikaatiot edellyttävät myös täydellistä jäljitettävyyttä ja vikoja, jotka hylkäävät kierrokset, saumat, vetojäljet, halkeamat ja sulkeumat.

K: Voiko lämpökäsitelty Alloy 690 edelleen halkeilla?

V: Lämpökäsitellyllä Alloy 690:llä on erinomainen kenttäennätys, mutta se ei ole täysin immuuni. Seoksen 690 hitsaukset 52/152-täytemetallien kanssa voivat olla alttiita PWSCC:lle suurissa jäännösjännityksissä tai hitsausvirheissä, ja toissijainen -puolen ODSCC-tutkimus jatkuu useissa maissa. Oikea johtopäätös on, että 690TT laajentaa huomattavasti turvamarginaalia ja on eliminoinut PWSCC:n hallitsevana laivaston -laajavikatilana itse letkuille -, mutta äänen valmistus, jäännösrasitus{10}}ja veden{11}}kemian hallinta ovat edelleen tärkeitä.