Inconel 600 mewn Pŵer Niwclear: Dewis Deunydd Tiwb Generadur Stêm a Phrofiad Gwasanaeth

Y tu mewn i bob generadur stêm adweithydd dŵr dan bwysedd (PWR) gosodwch filoedd o diwbiau â waliau tenau - mae uned fawr nodweddiadol yn cynnwys dros 7,000 o diwbiau U. Mae pob tiwb yn ffin pwysau sy'n gwahanu oerydd cynradd ymbelydrol oddi wrth stêm anymbelydrol, ac mae'r bwndel cyfan yn ffurfio'r arwyneb trosglwyddo gwres mwyaf yn y system adweithydd. Mae'r deunydd a ddewisir ar gyfer y tiwbiau hynny yn pennu a yw gwaith yn rhedeg yn ddibynadwy am 40-60 mlynedd neu'n wynebu amnewid generadur stêm cynamserol, gwerth miliynau o ddoleri.

Am tua dau ddegawd, roedd y deunydd hwnnwInconel 600 (UNS N06600). Roedd yn ddewis rhesymegol: roedd ei gynnwys nicel uchel (lleiafswm o 72%) yn ei gwneud yn imiwn i gracio cyrydiad straen clorid, roedd ganddo gryfder tymheredd uchel cryf a gwrthiant ocsideiddio, ac roedd yn perfformio'n well na'r dur di-staen austenitig a ddefnyddiwyd yn y generaduron stêm cynharaf. Yna adroddodd data maes stori wahanol. Dechreuodd tiwbiau gracio o'r tu mewn, a daeth y mecanwaith - cracio cyrydiad straen dŵr cynradd (PWSCC) - yn un o'r gwersi deunydd mwyaf canlyniadol yn hanes niwclear masnachol, gan yrru'r diwydiant yn y pen draw i Alloy 690.

Mae Inconel 600 yn aloi tymheredd uchel rhagorol y mae ei un gwendid critigol - PWSCC mewn dŵr cynradd purdeb poeth, uchel - yn adlewyrchu ei gynnwys cromiwm cymharol isel (14-17%). Ar gyfer generaduron ager niwclear newydd, Alloy 690TT (27-31% Cr) yw'r safon fyd-eang bellach oherwydd ei fod yn dyblu cromiwm yn fras ac yn codi ymwrthedd PWSCC gan ffactor gwella o dros 10. Ond mae Inconel 600 yn parhau i fod yn gwbl gymwys ac yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn ffwrnais di-niwclear tymheredd uchel a thrin gwres, CC, lle mae dyletswyddau gwres PWSCC yn cael eu trin â thymheredd cemegol a chemegol. nid y dull methiant llywodraethu. Mae dewis rhyngddynt yn gwestiwn o baru'r aloi â'r mecanwaith cyrydiad gwirioneddol.

Beth yw Inconel 600 a pham y cafodd ei ddewis?

Mae Inconel 600 yn-cromiwm-haearn solet-aloi hydoddiant gydag isafswm o 72% o nicel a 14-17% o gromiwm. Y cynnwys nicel uchel iawn yw'r nodwedd ddylunio allweddol: mae matricsau nicel yn imiwn i gracio cyrydiad straen clorid ac nid yw hydrogen yn britho'r ffordd y mae dur ferritig yn ei wneud. Mae cromiwm yn cyflenwi'r ymwrthedd ocsidiad a thymheredd uchel. Gwnaeth y cyfuniad hwn 600 o uwchraddio rhesymegol o ddur di-staen austenitig pan oedd generaduron stêm PWR yn cael eu dylunio ar ddiwedd y 1960au a'r 1970au.

Nid yw Inconel 600 yn wlybaniaeth-aloi caled - mae'n ddatrysiad solet-deunydd ciwbig wedi'i gryfhau, wyneb{5}}sy'n aros yn hydwyth a chaled ar draws ystod tymheredd eang iawn, o amodau cryogenig hyd at -wasanaeth ocsideiddio tymheredd uchel. Mae'n hawdd ei wneud yn diwbiau di-dor â waliau tenau, wedi'i weldio heb ôl-weldio, ac mae'n gwrthsefyll atmosfferau carburizing, nitriding ac ocsideiddio hyd at tua 1095 gradd (2000 gradd F). Mae'r nodweddion hyn yn esbonio pam y cafodd ei fabwysiadu nid yn unig ar gyfer tiwbiau adweithydd ond ar gyfer mewnolion ffwrnais, gosodiadau trin gwres, ac offer prosesau cemegol.

[Ffynhonnell] ASTM B167 / ASME SB-163 (tiwbiau di-dor Inconel 600); ASME SB-166 (bar / gwialen).

Pam Roedd Cynnwys Nicel yn Bwysig i Ddylunwyr Niwclear

Dewisodd dylunwyr Inconel 600 am dri rheswm sydd i gyd yn olrhain yn ôl i'w gynnwys nicel uchel: imiwnedd i gracio cyrydiad straen clorid (problem ar gyfer y gyfres 300 o ddur di-staen yn y generaduron stêm cynharaf), priodweddau mecanyddol tymheredd uchel cryf, a gwrthwynebiad i'r cemegau dŵr costig a ffosffad a ddefnyddir bryd hynny. Mae'r modd methiant a ddaeth i'r amlwg yn ddiweddarach - PWSCC - yn ffenomenon dŵr sylfaenol, purdeb uchel, nid yn broblem clorid neu cyrydu cyffredinol, a dyna pam na chafodd ei ragweld gan y profion cymhwyso cynnar.

Ffordd ddefnyddiol o ddeall y fasnach: cafodd Inconel 600 ei optimeiddio ar gyfer cryfder tymheredd uchel, ymwrthedd ocsideiddio, ac imiwnedd clorid - wedi'i reoli gan ei lefel nicel uchel iawn. Yr hyn na chafodd ei optimeiddio ar ei gyfer oedd-gwrthiant crac tymor hir mewn dŵr cynradd poeth, purdeb uchel, hydrogenaidd. Dim ond ar ôl i gracio maes ymddangos y daeth yr ail ofyniad hwnnw yn brif yrrwr dylunio, ac mae'n cael ei lywodraethu gan gynnwys cromiwm - yr elfen Inconel 600 sydd â'r lleiaf o blith ei deulu.

Inconel 600 Priodweddau Mecanyddol a Ffisegol

Mae Inconel 600 yn y cyflwr annealed yn darparu tua 550 MPa (80 ksi) cryfder tynnol lleiaf, 240 MPa (35 ksi) cryfder cynnyrch lleiaf, o leiaf 30% elongation, a caledwch o tua 184 HB uchafswm. Mae'r rhain yn werthoedd cryfder cymedrol yn ôl safonau uwch-aloi, ond gwir werth yr aloi yw'r cyfuniad o gryfder â hydwythedd, gwydnwch, a gwrthiant cyrydiad ar draws ystod tymheredd eang - priodweddau sy'n addas iawn ar gyfer tiwbiau generadur stêm tenau â waliau ac i gydrannau strwythurol tymheredd uchel.

[Ffynhonnell] Metals Arbennig Inconel 600 taflen ddata; ASTM B167, ASME SB-163, ASME SB-166.

Sut mae Inconel 600 yn Perfformio ar Dymheredd Uchel?

Mae Inconel 600 yn gwrthsefyll ocsidiad mewn aer hyd at oddeutu 1095 gradd (2000 gradd F) ac yn cynnal cryfder defnyddiol i tua 650 -815 gradd yn dibynnu ar y llwyth a'r bywyd sydd eu hangen. Islaw tua 540 gradd mae hefyd yn ddefnyddiadwy mewn atmosfferiau lleihau neu sylffideiddio. Mewn generaduron stêm niwclear, fodd bynnag, mae'r ffenestr weithredu yn llawer is - tua 290-325 gradd dŵr cynradd - a chorydiad, nid ocsidiad, sy'n rheoli perfformiad yno.

Mae'r gwahaniaeth hwn yn bwysig ar gyfer dethol. Daw enw da "tymheredd uchel" Inconel 600 yn bennaf o wasanaeth nwy a ffwrnais, lle mae graddfa cromiwm-ocsid (Cr₂O₃) amddiffynnol yn cadw'r metel yn gyfan. Mewn gwasanaeth dyfrllyd poeth bod un ffilm ocsid yn cael ei herio gan y cemeg dŵr, y cyflwr straen mecanyddol, a chyflwr metelegol y ffiniau grawn - trefn hollol wahanol. Y wers o'r profiad niwclear yw y gall aloi fod yn rhagorol mewn gwasanaeth sych tymheredd uchel ac yn dal i fod yn agored i niwed mewn gwasanaeth dyfrllyd tymheredd uchel, oherwydd nid yw'r mecanweithiau llywodraethu yr un peth.

Profiad Gwasanaeth - Y Mecanweithiau Diraddio a Newidiodd y Diwydiant

Mae cracio cyrydiad straen dŵr cynradd (PWSCC) yn fecanwaith cracio rhyng-gronynnog sy'n digwydd pan fydd tri chyflwr yn digwydd gyda'i gilydd: straen tynnol parhaus yn wal y tiwb (o weithgynhyrchu, rholio i mewn i'r daflen tiwb, neu blygu U), microstrwythur sy'n agored i niwed, ac amlygiad hir i ddŵr cynradd diflas poeth tua 290-325 gradd. Alloy 600 oedd yr aloi generadur stêm mwyaf agored i PWSCC oherwydd nad oedd ei gromiwm 14-17% yn ddigon i gadw'r ffilm goddefol yn gyfan ac osgoi disbyddu cromiwm ar ffiniau grawn. Mae craciau yn cychwyn ac yn tyfu ar hyd ffiniau grawn o'r wyneb mewnol ac allan.

Mae PWSCC yn beryglus yn union oherwydd ei fod yn araf ac yn gudd. Gall tiwb weithredu am flynyddoedd cyn i arwydd crac mesuradwy ymddangos; erbyn iddo gael ei ganfod gan brofion cerrynt eddy, mae'r tiwb eisoes wedi'i beryglu. Nid oedd y diwydiant erioed wedi trin hyn fel gwall dylunio sydyn - roedd yn gasgliad araf o ddata maes a ddatgelodd, yn ystod y 1970au a'r 1980au, graciau mewn cyfran fawr o weithredu generaduron stêm PWR a gorfodi cyfleustodau i raglenni rheoli ac amnewid drud.

• Y prif leoliadau -ochr PWSCC a oedd yn peri pryder yn generaduron stêm Alloy 600 oedd:
• Tiwb{0}}i-trosiant ehangu taflen tiwb - straen gweddilliol uchel o dreigl/ehangu.
• U{0}}rhanbarth plygu - straen gweddilliol uchel o blygu oer, yn enwedig y radiysau tynnaf.
• Lleoliadau tolc a ding lle roedd difrod mecanyddol yn achosi straen lleol.
• Weld gwres-rhannau o diwb yr effeithir arnynt-i-ddosbarthiad tiwb ac uniadau eraill.

Pa Fecanweithiau Diraddio Eraill a Effeithiodd ar Diwbiau Alloy 600?

Y tu hwnt i PWSCC, dioddefodd tiwbiau generadur stêm Alloy 600-ddiraddiad ochr eilaidd - y tu allan-cracio cyrydiad straen ar ddiamedr (ODSCC), ymosodiad rhyng-gronynnog (IGA), SCC costig, SCC a achosir gan blwm (PbSCC), denting, pitting, a llif{{5}/dillad achosir. Mae'r rhain yn cael eu gyrru gan-cemeg dŵr ochr eilaidd, cronni llaid, ac amodau agennau ar blatiau cynnal tiwb - nid gan yr ochr gynradd. Ynghyd â PWSCC gwnaethant Alloy 600 y deunydd a reolir yn fwyaf gweithredol yn y fflyd generaduron stêm.

[Ffynhonnell] Canllawiau Arholiadau Cynhyrchwyr Stêm NRC/EPRI PWR; Docedi NRC ar ddiraddiad Alloy 600 ac ailosod generadur stêm.

Pa mor Ddrwg Oedd y Cofnod Maes - a Beth Oedd yr Ymateb?

Erbyn y 1990au, roedd cracio dŵr cynradd wedi'i ganfod mewn cyfran fawr o'r generaduron stêm PWR sy'n gweithredu, ac roedd cyfleustodau'n wynebu rhaglenni adnewyddu ddegawdau yn gynt na'r disgwyl. Yr ymateb uniongyrchol oedd plygio a llewys tiwb - gan dynnu tiwbiau wedi'u difrodi allan o wasanaeth neu eu hatgyweirio â llewys wedi'u weldio. Yr ymateb tymor hir oedd ail-diwbio neu amnewid generaduron stêm cyfan gyda thiwbiau Alloy 690 wedi'u trin yn thermol. Prynwyd amser gyda llaw ond cyfyngwyd llif ychwanegol a baich archwilio, a digon o diwbiau wedi'u plygio i leihau gwres y generadur, gan drosglwyddo cynhwysedd heibio terfynau economaidd.

Fe wnaeth profion labordy carlam fesur y bwlch rhwng amodau aloi a rhoi hyder i'r diwydiant wneud y switsh. Mewn un rhaglen a ddyfynnwyd yn eang ar sbesimenau gwrth-U wedi'u llwytho'n statig wedi'u llwytho'n statig mewn dŵr cynradd 680 gradd F (360 gradd ), ymddangosodd cracio o fewn tua 300 awr ar gyfer melin-Alloy 600 wedi'i anelio a thua 800 awr ar gyfer Alloy wedi'i drin yn thermol 600 - ond ni welwyd mewn aloi wedi'i drin yn thermol, hyd yn oed Alloy .0 .

Mewn profion tynnol statig 680 gradd F, anelodd y felin 600 wedi cracio o fewn tua 2,900 o oriau, tra bod 690 wedi'i drin yn thermol yn dangos dim cracio ar ôl 7,000 o oriau. Mewn profion ager carlam 760 gradd F, anelodd y felin 600 wedi cracio o fewn tua 1,000 o oriau, tra bod 690 wedi'i drin â gwres yn dangos dim cracio ar ôl 6,000 o oriau.

[Ffynhonnell] Crynhowyd ymchwil EPRI yng nghyflwyniadau trwyddedu NRC ar gyfer generaduron stêm newydd (ee, Uned 1 RSG Prosiect De Texas, Alloy 690 wedi'i drin yn thermol, dyluniad Westinghouse Delta 94).

Y canlyniad ymarferol: uwchraddio cyflwr aloi o tua maint mewn ymwrthedd PWSCC (ffactor gwella dros 10 mewn dŵr cynradd) yw'r rheswm pam y daeth Alloy 690 wedi'i drin yn thermol yn ddeunydd newydd i'w gofnodi.

Melin-Anelio yn erbyn Inconel 600 wedi'i Drin â Thermol

Mae triniaeth thermol (TT) yn gylchred gwres rheoledig ychwanegol - tua 700-725 gradd am 10-15 awr - a weithredir ar ôl y cam anelio melin/hydoddiant arferol. Mae'n gwaddodi carbidau M23C6 cyfoethog cromiwm ar hyd y ffiniau grawn yn Alloy 690 (a carbidau math M7C3 yn Alloy 600), sy'n cynyddu argaeledd cromiwm ffin grawn ac yn lleihau'r parth dihysbyddu cromiwm sy'n galluogi cracio rhyng-gromiwm. Alloy 600 wedi'i anelio â melin (MA) yw'r tymer a ddioddefodd fwyaf PWSCC mewn gwasanaeth; Mae TT Alloy 600 yn fesuradwy yn fwy gwrthsefyll ond nid yw'n cyfateb o hyd i TT Alloy 690.

Mae'r dilyniant triniaeth gwres yr un mor bwysig â'r gemeg. I gael y gwrthiant SCC gorau posibl, yn gyntaf rhaid i'r aloi gael ei anelio hydoddiant / melin ar dymheredd sy'n ddigon uchel i roi'r holl garbon mewn hydoddiant (ar gyfer Alloy 690, uwchlaw tua 1940 gradd F / 1060 gradd ), yna ei drin yn thermol i waddodi carbidau ar y ffiniau grawn. Mae ymwrthedd ar ei fwyaf pan fo'r ffiniau grawn wedi'u poblogi'n ddwys â carbidau ac nid yw'r matrics wedi'i sensiteiddio. Dyma pam mae tiwbiau generadur ager yn cael eu cyflenwi â chyflwr trin gwres penodol, nid dim ond cemeg.

[Ffynhonnell] Dogfennau trwyddedu NRC; Gweithrediadau gweithdy EPRI ar Alloy 690 wedi'i drin â gwres; Kai et al., Peirianneg a Dylunio Niwclear 144 (1993).

Pam nad yw Triniaeth Thermol yn Achub Alloy 600 yn Llawn?

Mae triniaeth thermol yn gwella Alloy 600 ond ni all ei wneud yn cyfateb i Alloy 690, oherwydd bod y ddau aloi yn wahanol mewn cynnwys cromiwm - y newidyn sylfaenol. Mae'r gwelliant o wlybaniaeth carbid yn real (tua 2-3x mewn profion carlam), ond gyda dim ond 14-17% o gromiwm nid oes gan yr aloi ddigon o gromiwm wrth gefn i gadw ffiniau grawn wedi'u hamddiffyn dros ddegawdau mewn dŵr cynradd. Mae Alloy 690 yn dechrau gyda bron i ddwbl y cromiwm, felly mae ei ffiniau grawn yn parhau i gael eu hamddiffyn hyd yn oed cyn triniaeth thermol, ac mae'r cam TT wedyn yn ehangu'r ymyl honno ymhellach.

Dyma wers fetelegol ganolog stori Inconel 600: gall rheolaethau microstrwythur wella perfformiad aloi gan ffactor o ychydig, ond gall newid cemeg sylfaenol yr aloi newid y modd methiant ei hun. Er mwyn symud o "gracio hylaw" i "dim methiannau PWSCC wedi'u cadarnhau," roedd yn rhaid i'r diwydiant newid yr aloi, nid dim ond y driniaeth wres.

Inconel 600 yn erbyn 690 yn erbyn 800NG

Mae tri aloi yn diffinio hanes tiwbiau generadur stêm. Alloy 600 (N06600) oedd y tiwb PWR gwreiddiol ond methodd y PWSCC ac mae wedi ymddeol o'r tollau niwclear critigol newydd SCC. Dyblodd Alloy 690 (N06690) gromiwm i 27-31% ac mae bellach yn safon fyd-eang ar ffurf wedi'i thrin yn thermol, heb unrhyw fethiannau tiwb PWSCC wedi'u cadarnhau yn y gwasanaeth. Alloy 800NG (N08800) yw'r llwybr amgen, wedi'i safoni gan ddyluniadau Siemens/KWU PWRs a CANDU, gan ddefnyddio cymhareb titaniwm i garbon wedi'i rheoli yn lle cromiwm uchel i wrthsefyll ymosodiad rhyng-gronynnog. Mae'r dewis yn eu plith yn cael ei setlo gan ddyluniad adweithydd, cemeg eilaidd, a data gweithredu cronedig - nid gan un rhif perfformiad.

[Ffynhonnell] ASTM B167/B163/B407/B408; ASME SB-163; Llenyddiaeth deunydd generadur stêm EPRI a NRC.

Pa aloi ddylech chi ei nodi ar gyfer tiwbiau generadur ager?

Ar gyfer tiwbiau generadur stêm PWR newydd neu amnewidiol, nodwch Alloy 690 wedi'i drin yn thermol (UNS N06690). Dyma'r safon fyd-eang, sydd â'r record PWSCC cryfaf, ac fe'i hategir gan ddegawdau o ddata cymwysterau. Alloy 800NG yw'r dewis cywir ar gyfer y dyluniadau adweithydd KWU/Siemens a CANDU a safonodd arno, lle mae ei gydbwysedd cromiwm haearn yn cyfateb i gemeg eilaidd y planhigion hynny. Ni ddylai aloi 600 gael ei nodi ar gyfer tiwbiau niwclear critigol SCC newydd; mae'n parhau i fod yn briodol ar gyfer gwasanaeth tymheredd uchel nad yw'n niwclear ac ar gyfer cydrannau gweithfeydd etifeddol a reolir o dan raglen reoli heneiddio gymeradwy.

Ar gyfer gweithfeydd presennol gyda thiwbiau Alloy 600, mae'r penderfyniad yn un cylch bywyd: parhau â'r arolygiad manylach (profion cerrynt eddy) ynghyd â phlygio / llewys, neu gynllunio amnewid generadur stêm gyda 690TT. Y fasnach yw baich archwilio, cyfyngiad llif o diwbiau wedi'u plygio, ac amser segur yn erbyn cost cyfalaf adnewyddu. Daeth y rhan fwyaf o gyfleustodau i'r casgliad yn y pen draw mai ailosod Alloy 690TT oedd yr unig lwybr parhaol.

Rheolau Dewis Ymarferol - Paru'r Alloy i'r Dyletswydd

Y Pum Rheol ar gyfer Dethol Aloi 600 vs 690

• Rheol 1Is the failure mode PWSCC in hot (>290 gradd ) uchel-dŵr cynradd purdeb? - Os OES, nodwch Alloy 690TT. Dyma'r safon fyd-eang gyda ffactor gwella dros 10 mewn dŵr cynradd a dim methiannau tiwb PWSCC wedi'u cadarnhau.
• Rheol 2Ai dyluniad KWU/Siemens PWR neu CANDU (AECL) yw'r adweithydd? - Os OES, Alloy 800NG (Ti/C Yn fwy na neu'n hafal i 12:1) yw'r dyluniad -dewis safonedig ac fe'i cefnogir yn llawn gan gofnod gweithredu'r fflyd honno.
• Rheol 3A yw'r doll nad yw'n-niwclear-ocsidiad tymheredd uchel, carbureiddio neu wasanaeth costig? - Os OES, mae Inconel 600 yn gwbl gymwys, yn fwy darbodus, ac nid oes cosb PWSCC.
• Rheol 4A yw'n generadur stêm Alloy 600 presennol? - Ei reoli gydag archwiliad cerrynt gwell, plygio a llewys; cynllunio ar gyfer amnewid 690TT pan-gynhwysedd trosglwyddo gwres neu argaeledd yn dod yn gyfyngol.
• Rheol 5Ydych chi'n nodi cyflwr triniaeth wres? - Nodwch ef yn benodol bob amser (felin-wedi'i hanelio yn erbyn trin thermol). Mae perfformiad PWSCC yn dibynnu cymaint ar y cyflwr ag ar y cemeg; Nid yw TT 690 yr un cynnyrch â MA 690.

Rheoli Cobalt a Dos Ymbelydredd

Mewn gwasanaeth niwclear, mae dewis deunydd nid yn unig yn ymwneud â chracio - ond mae hefyd yn ymwneud â rheoli maes ymbelydredd. Mae cobalt-59, amhuredd hybrin naturiol, yn trosglwyddo o dan fflwcs niwtron i gobalt-60, allyrrydd gama cryf sy'n dominyddu dos personél yn ystod toriadau cynnal a chadw. Felly mae graddau niwclear Alloy 690 yn capio cobalt ar lefelau isel iawn (Llai na neu'n hafal i 0.10%, yn aml Llai na neu'n hafal i 0.05% neu 0.02%), ac mae Alloy 690 yn rhyddhau llai o ïonau metel i oerydd yr adweithydd nag Alloy 600, gan leihau cronni cynnyrch cyrydiad actifedig.

Dyma pam mae manylebau tiwbiau generadur stêm modern yn cyfyngu'n dynn ar elfennau cobalt, boron, ac elfennau gweddilliol, a pham mae'r gwelliant mewn dos ymbelydredd yn cael ei drin fel budd dewis deunydd ochr yn ochr ag ymwrthedd SCC. Ar gyfer cyfleustodau, mae cynhyrchion cyrydiad actifedig is yn golygu bod dos segur is - yn fantais diogelwch a chost uniongyrchol sy'n gwaethygu dros oes y planhigyn. Wrth nodi -diwbiau gradd niwclear, cadarnhewch y terfynau cobalt a boron ar yr adroddiad prawf deunydd, nid dim ond y cemeg sylfaenol.

Cwestiynau Cyffredin

C: Pam y dewiswyd Inconel 600 ar gyfer tiwbiau generadur stêm niwclear?

A: Dewiswyd Inconel 600 yn y 1960au-70au oherwydd bod ei gynnwys nicel uchel (72% mun) yn ei gwneud yn imiwn i gracio cyrydiad straen clorid, mae ganddo gryfder tymheredd uchel cryf a gwrthiant ocsideiddio, ac mae'n gwrthsefyll y cemegau ochr eilaidd costig a ffosffad a ddefnyddiwyd ar y pryd. Roedd yn gallu gwrthsefyll cyrydiad yn well na'r dur gwrthstaen austenitig a ddisodlwyd ganddo. Nid oedd ei wendid diweddarach - PWSCC - yn amlwg tan i ddegawdau o ddata gwasanaeth gronni.

C: Beth yw PWSCC a pham mae'n effeithio ar Alloy 600?

A: Mae PWSCC (cracio cyrydiad straen dŵr sylfaenol) yn fecanwaith cracio rhyng-gronynnog mewn dŵr cynradd sydd wedi'i bori'n burdeb uchel ar tua 290-325 gradd. Mae angen tri chyflwr ar yr un pryd: straen tynnol parhaus, microstrwythur agored i niwed, ac amlygiad hir i ddŵr cynradd poeth. Mae Alloy 600 yn agored i niwed oherwydd bod ei gromiwm cymharol isel (14-17%) yn caniatáu i'r ffilm ocsid amddiffynnol dorri i lawr yn lleol ac mae disbyddiad cromiwm ar ffiniau grawn yn gadael i graciau rhyng-gronynnog gychwyn a thyfu.

C: Beth yw'r gwahaniaeth rhwng aloi 600 wedi'i anelio felin (MA) ac wedi'i drin yn thermol (TT)?

A: Mae Alloy 600 wedi'i anelio felin (MA) yn ateb-wedi'i anelio tua 900-1000 gradd a dyma'r tymer a ddioddefodd fwyaf PWSCC wrth wasanaethu. Mae Alloy 600 wedi'i drin yn thermol (TT) yn cael triniaeth wres ychwanegol tua 700-725 gradd am 10-15 awr sy'n gwaddodi carbidau cromiwm ar hyd ffiniau grawn; mae'r rhwydwaith carbid rheoledig hwn yn gwella ymwrthedd PWSCC (tua 2-3x yn erbyn MA 600 mewn profion carlam) ond nid yw'n ei gwneud yn gyfwerth ag Alloy 690TT.

C: Pam newidiodd y diwydiant niwclear o Alloy 600 i Alloy 690?

A: PWSCC eang yn y felin-diwbiau Alloy 600 aneled gorfodi plygio, llawes, ac ailosod generadur stêm cynamserol. Mae Alloy 690 (UNS N06690) yn dyblu cromiwm yn fras i 27- 31%, sy'n sefydlogi'r ffilm goddefol ac yn codi ymwrthedd PWSCC gan ffactor gwella o dros 10 mewn dŵr cynradd. Mewn ffurf wedi'i thrin yn thermol, mae bron pob un o'r generaduron stêm cyfnewidiol a rhai newydd ers diwedd y 1980au yn defnyddio Alloy 690TT, heb unrhyw fethiannau tiwb PWSCC wedi'u cadarnhau hyd yma.

C: A yw Inconel 600 yn dal i gael ei ddefnyddio yn unrhyw le heddiw?

A: Ydw. Mae Inconel 600 yn parhau i gael ei ddefnyddio'n helaeth mewn gwasanaeth tymheredd uchel nad yw'n niwclear lle mae ei gynnwys nicel uchel yn rhagori: mufflau ffwrnais, retortau, tiwbiau pelydrol, a gwres{4}trin gosodiadau sydd ag ymwrthedd ocsideiddio i tua 1095 gradd (2000 gradd F), carbureiddio a nitriding, atmosfferau prosesu cemegol a phetrocemegol, cynhyrchu nwy a phetrocemegol. cydrannau. Mae'n gwbl gymwys ar gyfer y dyletswyddau hynny ac yn ddarbodus lle nad -SCC dyfrllyd tymheredd uchel yw'r dull methiant llywodraethu.

C: Pa aloion eraill sy'n cystadlu ag Inconel 600 am diwbiau generadur stêm?

A: Y tri phrif aloion tiwb generadur stêm yw Alloy 600 (N06600), Alloy 690 (N06690), ac Alloy 800 (N08800) mewn gradd niwclear (800NG). Alloy 690TT yw'r safon fyd-eang fodern oherwydd ymwrthedd PWSCC uwch. Cafodd Alloy 800NG, gyda chymhareb titaniwm i{12}}reoledig o 12:1 o leiaf, ei safoni gan Siemens/KWU PWRs yn yr Almaen a chan adweithyddion dŵr trwm dan bwysau CANDU yn ddiweddarach a adeiladwyd i ddyluniadau AECL - gan brofi y gellir cyflawni ymwrthedd PWSCC trwy fwy nag un llwybr metelegol.

C: Sut ydw i'n gwirio-diwbiau gradd Inconel 600 neu 690 niwclear?

A: Gwiriwch yr adroddiad prawf deunydd (MTC, EN 10204 3.1 neu 3.2, neu ardystiad ASME SB- 163): rhaid iddo nodi dynodiad UNS (N06600, N06690, neu N08800), y cyfansoddiad cemegol gan gynnwys terfynau cobalt a boron rheoledig, y cyflwr triniaeth gwres - wedi'i drin yn felin, {8}, priodweddau trin thermol, maint wedi'i drin a'i drin yn fecanyddol. canlyniadau arholiad annistrywiol (profion cerrynt eddy a ultrasonic). Mae manylebau niwclear hefyd yn gofyn am feini prawf olrhain a diffygion llawn sy'n gwrthod lapiau, gwythiennau, tynnu marciau, craciau, a chynhwysiadau.

C: A all Alloy 690 sy'n cael ei drin yn thermol gracio o hyd?

A: Mae gan Alloy 690 sy'n cael ei drin yn thermol record maes ardderchog, ond nid yw'n gwbl imiwn. Gall weldiadau o Alloy 690 gyda metelau llenwi Alloy 52/152 fod yn agored i PWSCC o dan straen gweddilliol uchel neu ddiffygion weldio, ac mae ymchwil eilaidd ODSCC yn parhau mewn sawl gwlad. Y casgliad cywir yw bod 690TT yn ehangu'r ffin diogelwch yn fawr ac wedi dileu PWSCC fel y prif ddull methiant fflyd ar gyfer tiwbiau ei hun - ond mae gwneuthuriad sain, rheolaeth straen gweddilliol, a rheoli cemeg dŵr yn parhau i fod yn hanfodol.