Kondisyon pou Alloy Plant Nikleyè: Sa Ou Dwe Konnen

Entwodiksyon

Yon plant nikleyè se youn nan anviwònman materyèl ki pi egzijan sou Latè. Alyaj yo itilize andedan yon reyaktè dwe kenbe tèt ansanm ak chalè ekstrèm, radyasyon entans, gwo -dlo presyon oswa vapè, ak menas inplakabl nan korozyon - souvan pandan 60 ane oswa plis san yo pa ranplasman. Jwenn materyèl la mal, ak konsekans yo varye soti nan fèmen koute chè san planifye, nan ka ki pi mal la, kontaminasyon radyo-aktif.

Gid sa a eksplike ki kalite asye pur ak alyaj nikèl yo itilize nan plant enèji nikleyè, poukisa yo te chwazi yo chak, ak ki estanda entènasyonal ki dirije itilizasyon yo. Kit ou se yon enjenyè ki espesifye materyèl pou yon nouvo bati, yon ba ak plak pwovizyon pwofesyonèl akizisyon, oswa tou senpleman yon moun kirye sou ki jan plant nikleyè yo bati pou dire, atik sa a ba ou enfòmasyon ou bezwen yo.

Materyèl Nikleyè Eksplike

Konpozan plant nikleyè yo fè fas ak kat menas similtane ke okenn metal òdinè pa ka jere pou kont li:

Tanperati segondè:Refwadisman prensipal nan yon raktor dlo presyon (PWR) kouri nan apeprè 315-343 degre nan 155 bar. Réacteurs dlo bouyi (BWRs) opere nan anviwon 285 degre nan 75 bar.

Segondè radyasyon:Netwon rapid ak reyon gama yo lakòz deplasman atomik nan metal yo, ki mennen nan anfle, frajilman, ak chanjman nan pwopriyete mekanik sou tan - yon fenomèn yo rele domaj radyasyon oswa iradyasyon fragilisation.

Kowozyon:Dlo cho, ki wo -pite ak idwojèn ki fonn (PWRs) oswa dlo oksijene (BWRs) kreye yon anviwònman elektwochimik trè agresif, patikilyèman danjere pou alyaj ki sansib a krak korozyon estrès (SCC).

Long lavi sèvis:Plant nikleyè yo gen lisans pou 40–60 ane, ak pwogram ekstansyon lavi-pou konpozan yo rive 80 ane. Materyèl yo dwe kenbe pwopriyete pandan tout lavi sa a.

Asye Nerjaveèi Austenitic ak superalliaj ki baze sou nikèl-se solisyon pou defi sa a. Estrikti kristal kib ki santre (FCC) figi yo (FCC) reziste kont radyasyon frajilman, kontni kwòm segondè yo fòme yon kouch oksid pwòp tèt ou -geri kont korozyon, epi kontni nikèl ki wo yo bay rezistans eksepsyonèl nan tout seri tanperati opere.

Alyaj nikèl nan plant nikleyè yo

Si gen yon sèl alyaj ki defini konsepsyon PWR modèn, li se Alloy 690 (UNS N06690). Avèk yon konpozisyon nominal 58% nikèl, 29% chromium, ak 9% fè, Alloy 690 te devlope espesyalman pou ranplase ansyen Alloy 600 la, ki te pwouve sisib a krak korozyon estrès dlo prensipal (PWSCC) apre plizyè ane nan sèvis - yon pwoblèm ki te mennen nan reparasyon trè chè nan plant atravè lemond.

Deziyasyon "TT" la vle di trete tèmik, yon tretman chalè kontwole ki presipite karbid chromium nan limit grenn yo. Modifikasyon mikrostruktural sa a nòmalman elimine sansiblite PWSCC. Jodi a, chak nouvo dèlko vapè PWR ki te konstwi globalman - soti nan AP1000 nan Lachin ak Etazini rive nan EPR an Frans ak Wayòm Ini - presize tib Alloy 690TT pou chak ASME SB-163, tipikman nan 19.05 mm OD ak yon epesè miray 1.07 mm. Yon sèl gwo dèlko vapè gen apeprè 10,000 tib, chak jiska 21 mèt longè.

Alyaj 625pote yon konbinezon pwisan de pwopriyete nan sèvis nikleyè: Pi gwo pase oswa egal a 58% nikèl, 20-23% chromium, ak 8-10% molybdène. Fòs rupture li yo nan kondisyon an rkwit depase 830 MPa, epi li kenbe severite ekselan apre iradyasyon netwon. Karakteristik sa yo fè Alloy 625 materyèl chwa pou entèn nwayo raktor, CLADDING nan bouch veso presyon raktor, ak konpozan estriktirèl andedan veso a raktor, kote tou de ekspoze radyasyon ak kontak awozaj korozif yo inevitab. Li espesifye nan ASME SB-443 (plak) ak ASME SB-446 (ba).

Alyaj 718 se yon presipitasyon-nikèl ki fè tèt di toujou-kwòm alyaj ak fòs rupture ultim ki depase 1,380 MPa nan laj-kondisyon ki fè tèt di - pami pi wo nan nenpòt alyaj ki reziste korozyon-ki disponib. Nan plant nikleyè yo, yo itilize li pou gwo -fassaj fòs, sous dlo kenbe, ak entèn reyaktè ki dwe kenbe dimansyon mekanik presi pandan plizyè dizèn ane. Rezistans li nan detant (pèt gradyèl nan fòs blocage anba chaj soutni nan tanperati ki wo) se kritik pou boulonje jwenti nan sistèm awozaj raktor. Li konfòm ak ASME SB-637 ak ASTM B637.

Alyaj 600(UNS N06600), ki gen plis pase oswa egal a 72% nikèl ak 14–17% chromium, se te estanda endistri pou tiyo dèlko vapè PWR soti nan ane 1960 yo jiska ane 1980 yo. Sepandan, eksperyans jaden revele ke nan moulen-kondisyon rkwit, Alloy 600 se sansib a PWSCC nan gwo -tanperati dlo prensipal - yon mekanis korozyon ki pwopaje fant intergranularly anba estrès tansyon.

Endistri a te depanse apeprè 20 milya dola + pou ranplase eleman Alloy 600 pandan plizyè deseni. Alloy 600 rete an sèvis nan kèk plant ki pi gran men li pa espesifye ankò pou nouvo konstriksyon. Konprann istwa sa a se yon kontèks esansyèl pou apresye poukisa Alloy 690TT domine espesifikasyon modèn yo.

Klas asye pur nan sèvis nikleyè

Klas 316L(UNS S31603) ak azòt -variante 316LN amelyore li yo se chwal travay nan kanalizasyon sistèm refwadisman nikleyè. Espesifikasyon ki ba -kabòn (mwens pase oswa egal a 0.03% C) anpeche sansibilizasyon pandan soude, prezève rezistans korozyon nan zòn ki afekte chalè-. Anplis de sa nan nitwojèn nan 316LN (0.10–0.16 % N) konpanse pou rediksyon fòs ki te koze pa kabòn ki ba, reyalize yon minimòm 0.2% fòs prèv nan 205 MPa - yon kondisyon enpòtan paske tiyo nikleyè dwe satisfè estanda entegrite fwontyè presyon strik anba ASME Seksyon III, NB Klas 1.

Gwo-tipaj 316LN dyamèt, fòje nan ASME SA-182 oswa ASME SA-376, fòme bouk prensipal refwadisman nan PWRs - bouk ki sikile dlo cho ant veso presyon reyaktè a ak dèlko vapè yo. Sa a se sekirite-tiyo kritik: yon echèk isit la se definisyon an nan yon pèt-of-refwadisman aksidan (LOCA), evènman an inisye nan planifikasyon ijans nikleyè.

Klas 304L(UNS S30403) se materyèl estanda pou revètman nikleyè yo, pisin gaz, kannal ravitaye, ak gwo-tank depo volim. Soudabilite li se eksepsyonèl, ak klas kabòn ki ba-elimine risk sansibilizasyon atravè plizyè milye mèt nan kouti soude nan yon gwo estrikti kenbe. Plak ak fèy yo bay ASME SA-240; tiyo ak tib nan ASME SA-312.

Klas 321(Titàn-estabilize) ak 347 (nyobyòm-estabilize) yo espesifye pou eleman ki sibi sikilasyon tèmik - repete chofaj ak refwadisman - tankou echanjeur chalè, bouk refwadisman entèmedyè, ak sèten sistèm kanalizasyon. Eleman estabilize chimikman mare kabòn, anpeche presipitasyon carbure chromium menm apre tan pwolonje nan tanperati nan seri a sansibilizasyon (425-850 degre). Tou de klas yo konfòme ak ASME SA-240 (plak) ak SA-182 (forgings).

Zikonyòm alyaj - Revêtement gaz

Pa gen okenn diskisyon sou materyèl nikleyè konplè san yo pa mansyone alyaj zirkonyòm. Zircaloy-4 ak Zr-2.5Nb gen yon seksyon transvèsal absòpsyon netwon tèmik -nan sèlman 0.18 depo - apeprè 40 fwa pi ba pase asye pur - ki fè yo esansyèlman transparan nan netwon ki nesesè pou kenbe reyaksyon an chèn. Granules gaz yo anvlòp nan tib revètman alyaj zirkonyòm (tipikman 9.5 mm OD, 0.57 mm miray) ki fòme premye baryè ant gaz radyo-aktif la ak awozaj la. Pandan ke alyaj zirkonyòm tonbe deyò asye pur ak seri pwodwi alyaj nikèl, wòl yo eksplike poukisa asye pur limite a aplikasyon estriktirèl deyò asanble gaz la tèt li.

Kondisyon pou alyaj nikleyè: Tablo referans rapid

Tablo ki anba a bay yon referans konsolide pou enjenyè ak ekip akizisyon ki espesifye alyaj pou aplikasyon pou plant nikleyè.

Tablo 1: alyaj kle ak klas asye pur yo itilize nan plant nikleyè, ak estanda ki aplikab yo. *Alyaj 600 kenbe nan kèk plant eritaj; pa espesifye pou nouvo konstriksyon. Zircaloy ki nan lis pou referans sèlman.

Kòd ak Estanda Nikleyè: Sa ki Gouvène Kalifikasyon Materyèl

Materyèl nikleyè yo se yo ki pami ki pi estrikteman reglemante nan nenpòt endistri. Yon materyèl pa kapab tou senpleman satisfè spesifikasyon chimik ak mekanik li - li dwe trasable, teste, dokimante, ak kalifye anba yon pwogram asirans kalite. Kad prensipal gouvène yo se:

Kòd ASME Chodyè ak Veso Presyon (BPVC) Seksyon III: Kòd prensipal pou veso presyon nikleyè, kanalizasyon, ponp, ak tiyo Ozetazini ak anpil mache entènasyonal yo. Materyèl yo dwe parèt nan tablo materyèl ki apwouve yo (pa egzanp, Ka Kòd N-60 pou Alloy 690).

RCC-M (Kòd nikleyè franse): ekivalan franse a, obligatwa pou réacteurs EPR ak referans lajman entènasyonal. RCC-M M4105 kouvri tib Alloy 690TT.

ASME NQA-1: Kondisyon asirans kalite pou enstalasyon nikleyè. Chak sètifika materyèl, dosye tretman chalè, ak rapò tès yo dwe retrace nan yon nimewo chalè inik.

10 CFR 50 Apendis B (US NRC): Kritè asirans kalite US Nikleyè Regilasyon Komisyon an pou plant enèji nikleyè, ki aplike nan tout materyèl ki gen rapò ak sekirite-.

Estanda Sekirite IAEA (SSR-2/1): Ajans Enèji Atomik Entènasyonal egzijans pou konsepsyon plant nikleyè, referans pa kò regilasyon nan plis pase 40 peyi.

Nan pratik, sa vle di yon sètifika tès moulen (MTC) pou tib nikleyè-Aliaj 690 klas la ka rive sou 10 paj oswa plis, ki dokimante chimi (analiz chalè ak analiz pwodwi), pwopriyete tensile nan chanm ak tanperati ki wo, dite, tès korozyon, enspeksyon dimansyon, ak rezilta egzamen ki pa-destriktif ki pa destriktif siyen {4} yon enspekte {4} otorize.

Kisa pou w chèche lè w ap achte alyaj nikleyè-

Ekip akizisyon ki espesifye asye pur oswa alyaj nikèl pou sèvis nikleyè ta dwe verifye sa ki annapre yo anvan yo bay yon lòd pou achte:

Kalifikasyon nikleyè: Konfime ke materyèl la apwouve anba kòd aplikab (ASME III, RCC-M, JSME, oswa KEPIC) e ke faktori a gen pwogram bon jan kalite nikleyè obligatwa (NQA-1 oswa ekivalan) an plas.

Trasabilite chalè: Chak moso dwe remonte nan yon nimewo inik chalè fonn. Melanje chalè san dokimantasyon pa -konfòm nan chèn ekipman nikleyè.

Twazyèm -enspeksyon: Yon enspektè nikleyè otorize (ANI) oswa yon twazyèm pati ki apwouve dwe temwen epi sètifye tès kle nan faktori a. Temwen pwen (W) ak pwen kenbe (H) kondisyon yo defini nan lòd acha a.

Idantifikasyon materyèl pozitif (PMI): Sou -sit XRF oswa OES verifikasyon ki montre alyaj la te resevwa matche ak alyaj yo te bay lòd la obligatwa pou sekirite-konpozan klase.

Atik ki fo ak fwod (CFSI): Akizisyon nikleyè dwe gen ladan mezi prevansyon CFSI pou chak NRC AN 2012-10. Sèlman achte nan men founisè ki apwouve yo ak yon lis founisè apwouve dokimante (ASL).

Konklizyon

Plant nikleyè yo mande alyaj ki ale pi lwen pase klas endistriyèl estanda yo. Alloy 690TT se referans pou tib dèlko vapè jisteman paske li rezoud pwoblèm nan PWSCC ki te soufri Alloy 600 pou dè dekad. Alloy 625 ak Alloy 718 bay fòs ak rezistans radyasyon ki nesesè pou entèn debaz yo ak gwo -fase estrès. Asye Nerjaveèi Austenitic - patikilyèman 316LN, 304L, ak klas estabilize 321 ak 347 - fòme kolòn vètebral tiyo awozaj, kenbe, ak sistèm echanj chalè.

Ki sa ki inifye tout materyèl sa yo se kalifikasyon solid: chimi, tès mekanik, trasabilite chalè, konfòmite kòd, ak enspeksyon endepandan. Nan enèji nikleyè, dokiman an se pa biwokrasi - se entegrite jeni. Chwazi yon founisè ki kalifye ak yon pwogram bon jan kalite nikleyè pwouve se pa yon preferans; li se yon kondisyon.