مقدمة: العمود الفقري للطاقة الآمنة

في مفاعل الماء المضغوط (pwr) ، تعمل مولدات البخار كحاجز حاسم بين النواة النووية ونظام التوربينات الثانوية. تعمل هذه المبادلات الحرارية الضخمة على تحويل حرارة الدائرة الأولية إلى البخار لدفع إنتاج الكهرباء - بينما تعمل في وقت واحد كوعاء ضغط ودرع إشعاعي.

من بين مكوناتهم الحيوية مقحات أنبوب وقضبان التعادل- تجميعات محددة تحتوي على آلاف من أنابيب نقل الحرارة في مكانها. في هذا السياق ، ليس الفشل المادي مكلفًا فحسب ، بل هو مشكلة السلامة النووية.

لهذا السبب سبيكة 690 قضبان أصبحت حجر الزاوية في الهندسة النووية الحديثة. يقدمون مقاومة تآكل فائقة ، وقوة ميكانيكية ، وموثوقية طويلة الأجل ، أنها تحل محل السبائك القديمة في قلب البنية التحتية النووية.

تحدي التآكل في مولدات البخار النووية

تعمل مولدات البخار pwr تحت:

• الظروف ذات الضغط العالي ، ودرجة الحرارة العالية (ما يصل إلى 15 ميجا باسكال و 320 درجة مئوية)

• كيمياء المياه الفائقة لتقليل الشوائب

• تآكل عدواني للتدفق، لا سيما بالقرب من الشقوق

• خطر تصدع الإجهاد في الماء الأولي (pwscc)، خاصة في المواد القديمة

يتم تشغيل تكسير التآكل الإجهاد عندما:

1. إجهاد الشد موجود في المادة

2. وكلاء التآكل، حتى بكميات صغيرة ، تسلل الأفلام الواقية

3. البنية المجهرية الحساسة (التوعية أو الفصل الطور) موجود

تستخدم مولدات البخار السابقة سبيكة 600 قضبان ودعمالتي عانت من:

• تكسير في اللحامات والمناطق المتأثرة بالحرارة

• تآكل شق في الأشكال الهندسية الضيقة

• تدهور حراري طويل الأجل

تقديم سبيكة 690: مصمم للقرن النووي

سبيكة 690 (uns n06690) هوسبيكة النيكل كروميوم تم تطويره خصيصًا للتغلب على نقاط ضعف السبائك 600 في البيئات النووية.

تعبير:

• النيكل (ni): ~ 58 ٪

• الكروم (cr): 27-31 ٪

• الحديد (fe): 7-11 ٪

• تتبع: ti ، si ، mn

نقاط القوة الرئيسية:

• محتوى الكروم العالي يوفر مقاومة ممتازة لـ pwscc

• مستقر مصفوفة gamma-phase، الحد من تحول المرحلة في درجة حرارة عالية

• يمنع محتوى الكربون المنخفض التوعية في حدود الحبوب

• أرقى الاستقرار الحراري والقوة الميكانيكية

اليوم ، قضبان سبيكة 690 قياسية في مولدات البخار البديلة (rsgs) على الصعيد العالمي ، وتستخدم أيضًا في:

• قضبان ربطة عنق

• لوحات دعم الأنبوب الجانبي

• قضبان شبكة الدعم المنخفضة

• دبابيس dowel وموصلات الحمل

دراسة الحالة: محطة للطاقة النووية الكورية الجنوبية

قام مشغل نووي رئيسي في كوريا الجنوبية بتحديث بنية مولد البخار لوحدة pwr ، لاستبدال القضبان 600 سبيكة مع سبيكة 690 قضبان ومكونات التعادل. كان الهدف هو:

• القضاء على التكسير السابق لأوانه

• تقليل تردد التفتيش

• تمديد ترخيص التشغيل دون استبدال المكون

نتائج أكثر من 10 سنوات:

• لا يوجد دليل على pwscc أو هجوم السطح

• أظهرت عمليات التفتيش الميكانيكية <2 ٪ الانحراف الأبعاد

• الموافقة التنظيمية ل تمديد فترات انقطاع التزود بالوقود

• تمكين المصنع من الانتقال إلى فترات التفتيش لمدة 90 يومًا بدلا من 60

لاحظ مدير المصنع:

"لقد أعطانا السبائك 690 الثقة لدفع حدود التفتيش دون المساس بالسلامة."

pwscc ومقاومة الشقوق: كيف تتفوق سبيكة 690

ينشأ تآكل الإجهاد في السبائك 600 في:

• حدود الحبوب كربيدات

• مناطق النضوب المحلية من cr و ni

• المناطق المتأثرة بالحرارة بعد اللحامات الفقيرة

سبيكة 690 يقاوم هذا من قبل:

• باستخدام الكربون المنخفض (<0.02 ٪) لمنع التوعية بين الخلايا

• الحفاظ أحادي الطور غاما المجهرية أثناء اللحام

• تشكيل أ فيلم أكاسيد كروم كثيف ومستقر حتى في ظل كيمياء المبرد الأولية

في ركوب الدراجات الحرارية والتعرض للشقوق:

• يحتفظ بمقاومة التآكل حتى 350 درجة مئوية

• تصمد أمام دورات الإجهاد 10⁵+ دون بدء صدع

• يتجنب ترقق المترجمة عند نقاط الاتصال الدعم

التصنيع و qa في التطبيقات النووية

يجب أن تلتقي سبيكة 690 قضبان ضمان الجودة من الدرجة النووية بروتوكولات:

• الحل الصلب والتوتر لضمان استقرار الحبوب

• الدقة مع خيوط التسامح الضيقة والتشطيبات السطحية (ra <0.4 ميكرون)

• اللحام باستخدام gtaw (tig) أو لحام شعاع الإلكترون مع سبيكة 52 معادن حشو

• تم التحقق مع الموجات فوق الصوتية ، اختراق الصبغة ، و eddy current ndt التقنيات

• معتمد لكل asme iii و rcc-m و ​​kepic الرموز النووية

مقارنة مع سبائك دعم الأنبوب الأخرى

توسيع الاستخدام في الأنظمة النووية المتقدمة

مع تطور الطاقة النووية نحو مفاعلات معيارية ومتقدمة، يتوسع دور السبائك 690:

• مفاعلات معيارية صغيرة (smrs): مولدات البخار المدمجة ، الدعم المتكامل

• مفاعلات الغاز عالية الحرارة (htgrs): توافق سائل التبريد المؤكسد

• مفاعلات الملح المنصهرة: يوفر محتوى cr من alloy 690 مقاومة قاعدة للتآكل الناجم عن الهاليد

• بطانيات مفاعل الاندماج: سبيكة 690 قيد المراجعة لقضبان التعادل في أنظمة الدعم المبردة بالهيليوم

براعة وتسجيلها المؤكدة يجعلها أ مادة الاختيار الأول للتجمعات النووية عالية الدقة.

الخلاصة: الثقة النووية ، تتحقق

في الطاقة النووية ، يمكن أن تؤدي أصغر صدع إلى أكبر عواقب. القضبان والعناصر الهيكلية داخل مولدات البخار ليست مجرد دعم - إنها حواجز أمام الفشل.

سبيكة 690 قضبان تقف كأوصياء صامتة: هندسة لتحمل عقود من الإجهاد الحراري ، والتعرض للإشعاع ، والهجوم الكيميائي دون حل وسط.

للجيل القادم من المفاعلات - والجيل القادم من المهندسين -سبيكة 690 تعني السلامة والقوة والاستقرار.